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FACULDADE DE E NGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO P ORTO Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico numa Habitação Bruno Guimarães Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores Orientador: Professor Doutor José Rui da Rocha Pinto Ferreira 24 de Fevereiro de 2016

Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

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Page 1: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

Anaacutelise da Viabilidade Econoacutemica daInstalaccedilatildeo de um Sistema de

Autoconsumo Fotovoltaico numaHabitaccedilatildeo

Bruno Guimaratildees

Mestrado Integrado em Engenharia Eletroteacutecnica e de Computadores

Orientador Professor Doutor Joseacute Rui da Rocha Pinto Ferreira

24 de Fevereiro de 2016

copy Bruno Miguel Rodrigues Guimaratildees 2016

Resumo

Numa perspetiva atual e tendo em conta os uacuteltimos anos temas como a escassez e a forte de-pendecircncia dos combustiacuteveis foacutesseis alteraccedilotildees climaacuteticas aquecimento global emissatildeo de gasescom efeito de estufa aliados agrave constante subida do custo de energia eleacutetrica suscitaram um novopapel das energias renovaacuteveis na sustentabilidade energeacutetica

Na presente dissertaccedilatildeo eacute elaborada uma pesquisa e descriccedilatildeo de temas como a energia solar ea sua potencialidade um estudo e apresentaccedilatildeo dos principais componentes dos sistemas fotovol-taicos e suas tecnologias e um levantamento e enquadramento da legislaccedilatildeo que regula a atividadede produccedilatildeo descentralizada de energia eleacutetrica

Os elevados consumos de eletricidade por parte dos consumidores que consequentemente re-fletem custos indesejados relativos agrave fatura de eletricidade tornam cada vez mais o autoconsumocomo uma opccedilatildeo a ser considerada O autoconsumo eacute um novo modelo de produccedilatildeo descen-tralizada de energia destinada agrave satisfaccedilatildeo de necessidades proacuteprias de abastecimento de energiaeleacutetrica do produtor Nasce assim a oportunidade de uma reduccedilatildeo da fatura eleacutetrica e de umamenor dependecircncia da rede eleacutetrica de serviccedilo puacuteblico por parte dos consumidores

Neste sentido surge o desenvolvimento de uma anaacutelise econoacutemica para apurar se a instalaccedilatildeode um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo eacute ou natildeo viaacutevel

Com o objetivo de abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores e perceber de queforma o regime tarifaacuterio a potecircncia contratada e a localizaccedilatildeo do sistema instalado podem influen-ciar os resultados econoacutemicos obtidos foram considerados 4 casos de estudo constituiacutedos por umtotal de 36 situaccedilotildees distintas Todos os casos de estudo satildeo simulados com um consumo anualbaixo meacutedio e alto em trecircs cidades distintas de Portugal nomeadamente Porto Lisboa e Faropara uma potecircncia contratada de 69 kVA e 1035 kVA e para dois regimes tarifaacuterios tarifa simplese bi-horaacuteria

Palavras-Chave Autoconsumo Produccedilatildeo Descentralizada Energia Fotovoltaico Viabili-dade Anaacutelise Econoacutemica

i

ii

Abstract

In a current perspective and taking into account the last years issues such as the shortageand the high dependence on fossil fuels climate changes global warming and gas emission withgreenhouse effect combined with the constant increase of electricity costs have triggered a newrole for renewable energy in energy sustainability

In the present thesis it will be elaborated a research and description of topics such as So-lar energy and its potential a study and presentation about the key components of photovoltaicsystems technologies and a survey and framework of legislation governing the decentralized pro-duction activity of electricity

The high electricity consumption by costumers reflect unwanted costs on the electricity billand by consequence self-consumption has been increasing as an option to be considered Theself-consumption is a new decentralized energy production model destined to satisfy own needs ofelectricity supply This model is a new opportunity to reduce the amount to pay on the electricitybill and to be less dependent on main public services

In this context comes the development of an economic analysis to find out if the installationof a self-consumption system at home is viable or not

The main goal of this project was to tackle the widest range of consumer types and realize inwhich way the tariff regime the contracted power and the location of the installation can influencethe economic results To achieve that 4 case studies have been considered composed by 36distinct situations Every case study is simulated with hight medium and low annual consumptionin three different cities namely Oporto Lisbon and Farofor a hired power of 69kVA e for twodifferent tarrif regimes simple tariff and bi-hourly

Keywords Self-Consumption Decentralized Production Energy Photovoltaic Viability Eco-nomic Analysis

iii

iv

Agradecimentos

Perto do fim de um ciclo acadeacutemico e do comeccedilo de uma nova etapa pessoal natildeo poderiadeixar de expressar algumas palavras de agradecimento a quem de uma forma direta ou indiretacoadjuvou no alcance desta etapa

Comeccedilo por agradecer ao meu orientador Professor Joseacute Rui da Rocha Pinto Ferreira pelaoportunidade disponibilidade ajuda e ideias partilhadas na realizaccedilatildeo desta tese e de todo o co-nhecimento que partilhou ao longo de todo o meu percurso na FEUP

Natildeo poderia deixar de agradecer a todos os meus amigos (eles sabem que satildeo) que caminharamao meu lado desde muito cedo durante esta minha vida acadeacutemica mas tambeacutem aos de longa dataaqueles que cresceram comigo

Aos companheiros de casa e amigos Necas Joatildeo Martins Rui Costa Zeacute Guima e ao maisrecente inclino Nelso por toda a amizade companheirismo e pela partilha de momentos inesque-ciacuteveis

A todos aqueles que me acompanharam na vida associativa e agrave AEFEUP local de crescimentoe aprendizagem pessoal da qual levo amigos para a vida

Agrave Rita pela paciecircncia motivaccedilatildeo ajuda e carinho demonstrado e por uacuteltimo mas em prin-cipal destaque agrave minha famiacutelia essencialmente ao meu pai (Zeacute Guima) ao meu irmatildeo ao TioPassos agrave Tia Elsa e agrave prima Irina Sempre deram mais do que eu poderia pedir exigindo em trocanada mais do que responsabilidade

Muito obrigado a Todos

Bruno Guimaratildees

v

vi

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

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81

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[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

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84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 2: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

copy Bruno Miguel Rodrigues Guimaratildees 2016

Resumo

Numa perspetiva atual e tendo em conta os uacuteltimos anos temas como a escassez e a forte de-pendecircncia dos combustiacuteveis foacutesseis alteraccedilotildees climaacuteticas aquecimento global emissatildeo de gasescom efeito de estufa aliados agrave constante subida do custo de energia eleacutetrica suscitaram um novopapel das energias renovaacuteveis na sustentabilidade energeacutetica

Na presente dissertaccedilatildeo eacute elaborada uma pesquisa e descriccedilatildeo de temas como a energia solar ea sua potencialidade um estudo e apresentaccedilatildeo dos principais componentes dos sistemas fotovol-taicos e suas tecnologias e um levantamento e enquadramento da legislaccedilatildeo que regula a atividadede produccedilatildeo descentralizada de energia eleacutetrica

Os elevados consumos de eletricidade por parte dos consumidores que consequentemente re-fletem custos indesejados relativos agrave fatura de eletricidade tornam cada vez mais o autoconsumocomo uma opccedilatildeo a ser considerada O autoconsumo eacute um novo modelo de produccedilatildeo descen-tralizada de energia destinada agrave satisfaccedilatildeo de necessidades proacuteprias de abastecimento de energiaeleacutetrica do produtor Nasce assim a oportunidade de uma reduccedilatildeo da fatura eleacutetrica e de umamenor dependecircncia da rede eleacutetrica de serviccedilo puacuteblico por parte dos consumidores

Neste sentido surge o desenvolvimento de uma anaacutelise econoacutemica para apurar se a instalaccedilatildeode um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo eacute ou natildeo viaacutevel

Com o objetivo de abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores e perceber de queforma o regime tarifaacuterio a potecircncia contratada e a localizaccedilatildeo do sistema instalado podem influen-ciar os resultados econoacutemicos obtidos foram considerados 4 casos de estudo constituiacutedos por umtotal de 36 situaccedilotildees distintas Todos os casos de estudo satildeo simulados com um consumo anualbaixo meacutedio e alto em trecircs cidades distintas de Portugal nomeadamente Porto Lisboa e Faropara uma potecircncia contratada de 69 kVA e 1035 kVA e para dois regimes tarifaacuterios tarifa simplese bi-horaacuteria

Palavras-Chave Autoconsumo Produccedilatildeo Descentralizada Energia Fotovoltaico Viabili-dade Anaacutelise Econoacutemica

i

ii

Abstract

In a current perspective and taking into account the last years issues such as the shortageand the high dependence on fossil fuels climate changes global warming and gas emission withgreenhouse effect combined with the constant increase of electricity costs have triggered a newrole for renewable energy in energy sustainability

In the present thesis it will be elaborated a research and description of topics such as So-lar energy and its potential a study and presentation about the key components of photovoltaicsystems technologies and a survey and framework of legislation governing the decentralized pro-duction activity of electricity

The high electricity consumption by costumers reflect unwanted costs on the electricity billand by consequence self-consumption has been increasing as an option to be considered Theself-consumption is a new decentralized energy production model destined to satisfy own needs ofelectricity supply This model is a new opportunity to reduce the amount to pay on the electricitybill and to be less dependent on main public services

In this context comes the development of an economic analysis to find out if the installationof a self-consumption system at home is viable or not

The main goal of this project was to tackle the widest range of consumer types and realize inwhich way the tariff regime the contracted power and the location of the installation can influencethe economic results To achieve that 4 case studies have been considered composed by 36distinct situations Every case study is simulated with hight medium and low annual consumptionin three different cities namely Oporto Lisbon and Farofor a hired power of 69kVA e for twodifferent tarrif regimes simple tariff and bi-hourly

Keywords Self-Consumption Decentralized Production Energy Photovoltaic Viability Eco-nomic Analysis

iii

iv

Agradecimentos

Perto do fim de um ciclo acadeacutemico e do comeccedilo de uma nova etapa pessoal natildeo poderiadeixar de expressar algumas palavras de agradecimento a quem de uma forma direta ou indiretacoadjuvou no alcance desta etapa

Comeccedilo por agradecer ao meu orientador Professor Joseacute Rui da Rocha Pinto Ferreira pelaoportunidade disponibilidade ajuda e ideias partilhadas na realizaccedilatildeo desta tese e de todo o co-nhecimento que partilhou ao longo de todo o meu percurso na FEUP

Natildeo poderia deixar de agradecer a todos os meus amigos (eles sabem que satildeo) que caminharamao meu lado desde muito cedo durante esta minha vida acadeacutemica mas tambeacutem aos de longa dataaqueles que cresceram comigo

Aos companheiros de casa e amigos Necas Joatildeo Martins Rui Costa Zeacute Guima e ao maisrecente inclino Nelso por toda a amizade companheirismo e pela partilha de momentos inesque-ciacuteveis

A todos aqueles que me acompanharam na vida associativa e agrave AEFEUP local de crescimentoe aprendizagem pessoal da qual levo amigos para a vida

Agrave Rita pela paciecircncia motivaccedilatildeo ajuda e carinho demonstrado e por uacuteltimo mas em prin-cipal destaque agrave minha famiacutelia essencialmente ao meu pai (Zeacute Guima) ao meu irmatildeo ao TioPassos agrave Tia Elsa e agrave prima Irina Sempre deram mais do que eu poderia pedir exigindo em trocanada mais do que responsabilidade

Muito obrigado a Todos

Bruno Guimaratildees

v

vi

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

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81

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84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 3: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

Resumo

Numa perspetiva atual e tendo em conta os uacuteltimos anos temas como a escassez e a forte de-pendecircncia dos combustiacuteveis foacutesseis alteraccedilotildees climaacuteticas aquecimento global emissatildeo de gasescom efeito de estufa aliados agrave constante subida do custo de energia eleacutetrica suscitaram um novopapel das energias renovaacuteveis na sustentabilidade energeacutetica

Na presente dissertaccedilatildeo eacute elaborada uma pesquisa e descriccedilatildeo de temas como a energia solar ea sua potencialidade um estudo e apresentaccedilatildeo dos principais componentes dos sistemas fotovol-taicos e suas tecnologias e um levantamento e enquadramento da legislaccedilatildeo que regula a atividadede produccedilatildeo descentralizada de energia eleacutetrica

Os elevados consumos de eletricidade por parte dos consumidores que consequentemente re-fletem custos indesejados relativos agrave fatura de eletricidade tornam cada vez mais o autoconsumocomo uma opccedilatildeo a ser considerada O autoconsumo eacute um novo modelo de produccedilatildeo descen-tralizada de energia destinada agrave satisfaccedilatildeo de necessidades proacuteprias de abastecimento de energiaeleacutetrica do produtor Nasce assim a oportunidade de uma reduccedilatildeo da fatura eleacutetrica e de umamenor dependecircncia da rede eleacutetrica de serviccedilo puacuteblico por parte dos consumidores

Neste sentido surge o desenvolvimento de uma anaacutelise econoacutemica para apurar se a instalaccedilatildeode um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo eacute ou natildeo viaacutevel

Com o objetivo de abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores e perceber de queforma o regime tarifaacuterio a potecircncia contratada e a localizaccedilatildeo do sistema instalado podem influen-ciar os resultados econoacutemicos obtidos foram considerados 4 casos de estudo constituiacutedos por umtotal de 36 situaccedilotildees distintas Todos os casos de estudo satildeo simulados com um consumo anualbaixo meacutedio e alto em trecircs cidades distintas de Portugal nomeadamente Porto Lisboa e Faropara uma potecircncia contratada de 69 kVA e 1035 kVA e para dois regimes tarifaacuterios tarifa simplese bi-horaacuteria

Palavras-Chave Autoconsumo Produccedilatildeo Descentralizada Energia Fotovoltaico Viabili-dade Anaacutelise Econoacutemica

i

ii

Abstract

In a current perspective and taking into account the last years issues such as the shortageand the high dependence on fossil fuels climate changes global warming and gas emission withgreenhouse effect combined with the constant increase of electricity costs have triggered a newrole for renewable energy in energy sustainability

In the present thesis it will be elaborated a research and description of topics such as So-lar energy and its potential a study and presentation about the key components of photovoltaicsystems technologies and a survey and framework of legislation governing the decentralized pro-duction activity of electricity

The high electricity consumption by costumers reflect unwanted costs on the electricity billand by consequence self-consumption has been increasing as an option to be considered Theself-consumption is a new decentralized energy production model destined to satisfy own needs ofelectricity supply This model is a new opportunity to reduce the amount to pay on the electricitybill and to be less dependent on main public services

In this context comes the development of an economic analysis to find out if the installationof a self-consumption system at home is viable or not

The main goal of this project was to tackle the widest range of consumer types and realize inwhich way the tariff regime the contracted power and the location of the installation can influencethe economic results To achieve that 4 case studies have been considered composed by 36distinct situations Every case study is simulated with hight medium and low annual consumptionin three different cities namely Oporto Lisbon and Farofor a hired power of 69kVA e for twodifferent tarrif regimes simple tariff and bi-hourly

Keywords Self-Consumption Decentralized Production Energy Photovoltaic Viability Eco-nomic Analysis

iii

iv

Agradecimentos

Perto do fim de um ciclo acadeacutemico e do comeccedilo de uma nova etapa pessoal natildeo poderiadeixar de expressar algumas palavras de agradecimento a quem de uma forma direta ou indiretacoadjuvou no alcance desta etapa

Comeccedilo por agradecer ao meu orientador Professor Joseacute Rui da Rocha Pinto Ferreira pelaoportunidade disponibilidade ajuda e ideias partilhadas na realizaccedilatildeo desta tese e de todo o co-nhecimento que partilhou ao longo de todo o meu percurso na FEUP

Natildeo poderia deixar de agradecer a todos os meus amigos (eles sabem que satildeo) que caminharamao meu lado desde muito cedo durante esta minha vida acadeacutemica mas tambeacutem aos de longa dataaqueles que cresceram comigo

Aos companheiros de casa e amigos Necas Joatildeo Martins Rui Costa Zeacute Guima e ao maisrecente inclino Nelso por toda a amizade companheirismo e pela partilha de momentos inesque-ciacuteveis

A todos aqueles que me acompanharam na vida associativa e agrave AEFEUP local de crescimentoe aprendizagem pessoal da qual levo amigos para a vida

Agrave Rita pela paciecircncia motivaccedilatildeo ajuda e carinho demonstrado e por uacuteltimo mas em prin-cipal destaque agrave minha famiacutelia essencialmente ao meu pai (Zeacute Guima) ao meu irmatildeo ao TioPassos agrave Tia Elsa e agrave prima Irina Sempre deram mais do que eu poderia pedir exigindo em trocanada mais do que responsabilidade

Muito obrigado a Todos

Bruno Guimaratildees

v

vi

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

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[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[26] Diretiva nordm22015 Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos Perfis de perdas perfis deconsumo e perfis de produccedilatildeo aplicaacuteveis em 2015 2015

[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

[29] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2014 2014 doi102790941403

[30] Christoph Kost Johannes N Mayer Jessica Thomsen Niklas Hartmann Charlotte SenkpielSimon Philipps Sebastian Nold Simon Lude Noha Saad and Thomas Schlegel LevelizedCost of Electricity Renewable Energy Technologies (November)50 2013

[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 4: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

ii

Abstract

In a current perspective and taking into account the last years issues such as the shortageand the high dependence on fossil fuels climate changes global warming and gas emission withgreenhouse effect combined with the constant increase of electricity costs have triggered a newrole for renewable energy in energy sustainability

In the present thesis it will be elaborated a research and description of topics such as So-lar energy and its potential a study and presentation about the key components of photovoltaicsystems technologies and a survey and framework of legislation governing the decentralized pro-duction activity of electricity

The high electricity consumption by costumers reflect unwanted costs on the electricity billand by consequence self-consumption has been increasing as an option to be considered Theself-consumption is a new decentralized energy production model destined to satisfy own needs ofelectricity supply This model is a new opportunity to reduce the amount to pay on the electricitybill and to be less dependent on main public services

In this context comes the development of an economic analysis to find out if the installationof a self-consumption system at home is viable or not

The main goal of this project was to tackle the widest range of consumer types and realize inwhich way the tariff regime the contracted power and the location of the installation can influencethe economic results To achieve that 4 case studies have been considered composed by 36distinct situations Every case study is simulated with hight medium and low annual consumptionin three different cities namely Oporto Lisbon and Farofor a hired power of 69kVA e for twodifferent tarrif regimes simple tariff and bi-hourly

Keywords Self-Consumption Decentralized Production Energy Photovoltaic Viability Eco-nomic Analysis

iii

iv

Agradecimentos

Perto do fim de um ciclo acadeacutemico e do comeccedilo de uma nova etapa pessoal natildeo poderiadeixar de expressar algumas palavras de agradecimento a quem de uma forma direta ou indiretacoadjuvou no alcance desta etapa

Comeccedilo por agradecer ao meu orientador Professor Joseacute Rui da Rocha Pinto Ferreira pelaoportunidade disponibilidade ajuda e ideias partilhadas na realizaccedilatildeo desta tese e de todo o co-nhecimento que partilhou ao longo de todo o meu percurso na FEUP

Natildeo poderia deixar de agradecer a todos os meus amigos (eles sabem que satildeo) que caminharamao meu lado desde muito cedo durante esta minha vida acadeacutemica mas tambeacutem aos de longa dataaqueles que cresceram comigo

Aos companheiros de casa e amigos Necas Joatildeo Martins Rui Costa Zeacute Guima e ao maisrecente inclino Nelso por toda a amizade companheirismo e pela partilha de momentos inesque-ciacuteveis

A todos aqueles que me acompanharam na vida associativa e agrave AEFEUP local de crescimentoe aprendizagem pessoal da qual levo amigos para a vida

Agrave Rita pela paciecircncia motivaccedilatildeo ajuda e carinho demonstrado e por uacuteltimo mas em prin-cipal destaque agrave minha famiacutelia essencialmente ao meu pai (Zeacute Guima) ao meu irmatildeo ao TioPassos agrave Tia Elsa e agrave prima Irina Sempre deram mais do que eu poderia pedir exigindo em trocanada mais do que responsabilidade

Muito obrigado a Todos

Bruno Guimaratildees

v

vi

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

[1] IEA Snapshot of Global PV Markets 2014 pages 1ndash16 2015 URLhttpwwwiea-pvpsorgfileadmindampublicreporttechnicalPVPS_report_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2014pdf

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[4] Saleh Elkelani Babaa Matthew Armstrong and Volker Pickert Overview of MaximumPower Point Tracking Control Methods for PV Systems J Power Energy Eng 02(08)59ndash72 2014 URL httpwwwscirporgjournalPaperDownloadaspxDOI=104236jpee201428006 doi104236jpee201428006

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[6] NLP Martins Sistema Integrado de Produccedilatildeo e Armazenamento de Energia a partir deFontes Renovaacuteveis 2007

[7] EPIA Self Consumption of Pv Electricity 2013

[8] Erse Caracterizaccedilatildeo da procura de energia eleacutetrica em 2012 page 110 2011

[9] Sergio Vazquez Srdjan M Lukic Eduardo Galvan Leopoldo G Franquelo and Juan MCarrasco Energy storage systems for transport and grid applications IEEE Trans IndElectron 57(12)3881ndash3895 2010 doi101109TIE20102076414

[10] Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos DIRETIVA Nordm 152014 - Tarifas e preccedilospara a energia eleacutetrica e outros serviccedilos em 2015 e paracircmetros para o periacuteodo de regulaccedilatildeo2015-2017 pages 1ndash93 2014

[11] Ministeacuterio do Ambiente do Ordenamento do Territoacuterio e da Energia DECRETO-LEI nordm1532014 Diaacuterio da Repuacuteblica 1(202)5298ndash5311 2014

[12] ERSE (Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos) Ciclo diaacuterio para forneci-mentos em BTE e BTN em Portugal Continental URL httpwwwerseptptelectricidadetarifaseprecosperiodoshorariosPaginasCiclodiariofornecBTEBTNPtaspx

81

82 REFEREcircNCIAS

[13] Dgs Altener Eu Ist Energia Fotovoltaica - Manual sobre tecnologias pro-jecto e instalaccedilatildeo In Janeiro de page 368 2004 URL httpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+-+manual+sobre+tecnologias+projecto+e+instalaao0$delimiter026E30F$nhttpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+manual+sobre+tecnologias+projecto+e arXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

[16] Claacuteudio Monteiro Apontamentos da Unidade Curricular Energia Eoacutelica e Solar lecionadana Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto

[17] Portal Energia Principais tipos de ceacutelulas fotovoltaicas constituin-tes de paineis solares URL httpwwwportal-energiacomprincipais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares

[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

[19] Conselho Tarif Comunicado Proposta de Tarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2014pages 1ndash10 2014

[20] Marco A Janssen Introducing ecological dynamics into common-pool resource experi-ments Technical Report 2 2010 doi7

[21] K C Divya and Jacob Ostergaard Battery energy storage technology for power systems-An overview Electr Power Syst Res 79(4)511ndash520 apr 2009 URL httpwwwsciencedirectcomsciencearticlepiiS0378779608002642 doi101016jepsr200809017

[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[26] Diretiva nordm22015 Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos Perfis de perdas perfis deconsumo e perfis de produccedilatildeo aplicaacuteveis em 2015 2015

[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

[29] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2014 2014 doi102790941403

[30] Christoph Kost Johannes N Mayer Jessica Thomsen Niklas Hartmann Charlotte SenkpielSimon Philipps Sebastian Nold Simon Lude Noha Saad and Thomas Schlegel LevelizedCost of Electricity Renewable Energy Technologies (November)50 2013

[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 5: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

Abstract

In a current perspective and taking into account the last years issues such as the shortageand the high dependence on fossil fuels climate changes global warming and gas emission withgreenhouse effect combined with the constant increase of electricity costs have triggered a newrole for renewable energy in energy sustainability

In the present thesis it will be elaborated a research and description of topics such as So-lar energy and its potential a study and presentation about the key components of photovoltaicsystems technologies and a survey and framework of legislation governing the decentralized pro-duction activity of electricity

The high electricity consumption by costumers reflect unwanted costs on the electricity billand by consequence self-consumption has been increasing as an option to be considered Theself-consumption is a new decentralized energy production model destined to satisfy own needs ofelectricity supply This model is a new opportunity to reduce the amount to pay on the electricitybill and to be less dependent on main public services

In this context comes the development of an economic analysis to find out if the installationof a self-consumption system at home is viable or not

The main goal of this project was to tackle the widest range of consumer types and realize inwhich way the tariff regime the contracted power and the location of the installation can influencethe economic results To achieve that 4 case studies have been considered composed by 36distinct situations Every case study is simulated with hight medium and low annual consumptionin three different cities namely Oporto Lisbon and Farofor a hired power of 69kVA e for twodifferent tarrif regimes simple tariff and bi-hourly

Keywords Self-Consumption Decentralized Production Energy Photovoltaic Viability Eco-nomic Analysis

iii

iv

Agradecimentos

Perto do fim de um ciclo acadeacutemico e do comeccedilo de uma nova etapa pessoal natildeo poderiadeixar de expressar algumas palavras de agradecimento a quem de uma forma direta ou indiretacoadjuvou no alcance desta etapa

Comeccedilo por agradecer ao meu orientador Professor Joseacute Rui da Rocha Pinto Ferreira pelaoportunidade disponibilidade ajuda e ideias partilhadas na realizaccedilatildeo desta tese e de todo o co-nhecimento que partilhou ao longo de todo o meu percurso na FEUP

Natildeo poderia deixar de agradecer a todos os meus amigos (eles sabem que satildeo) que caminharamao meu lado desde muito cedo durante esta minha vida acadeacutemica mas tambeacutem aos de longa dataaqueles que cresceram comigo

Aos companheiros de casa e amigos Necas Joatildeo Martins Rui Costa Zeacute Guima e ao maisrecente inclino Nelso por toda a amizade companheirismo e pela partilha de momentos inesque-ciacuteveis

A todos aqueles que me acompanharam na vida associativa e agrave AEFEUP local de crescimentoe aprendizagem pessoal da qual levo amigos para a vida

Agrave Rita pela paciecircncia motivaccedilatildeo ajuda e carinho demonstrado e por uacuteltimo mas em prin-cipal destaque agrave minha famiacutelia essencialmente ao meu pai (Zeacute Guima) ao meu irmatildeo ao TioPassos agrave Tia Elsa e agrave prima Irina Sempre deram mais do que eu poderia pedir exigindo em trocanada mais do que responsabilidade

Muito obrigado a Todos

Bruno Guimaratildees

v

vi

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

[1] IEA Snapshot of Global PV Markets 2014 pages 1ndash16 2015 URLhttpwwwiea-pvpsorgfileadmindampublicreporttechnicalPVPS_report_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2014pdf

[2] Direccedilatildeo Geral de Ernergia e Geologia Renovaacuteveis Estatiacutesticas Raacutepidas-Nordm129-JulhoDe2015 (129)77 2015

[3] Nasa How do Photovoltaics Work - NASA Science 2014 URL httpsciencenasagovscience-newsscience-at-nasa2002solarcells

[4] Saleh Elkelani Babaa Matthew Armstrong and Volker Pickert Overview of MaximumPower Point Tracking Control Methods for PV Systems J Power Energy Eng 02(08)59ndash72 2014 URL httpwwwscirporgjournalPaperDownloadaspxDOI=104236jpee201428006 doi104236jpee201428006

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[9] Sergio Vazquez Srdjan M Lukic Eduardo Galvan Leopoldo G Franquelo and Juan MCarrasco Energy storage systems for transport and grid applications IEEE Trans IndElectron 57(12)3881ndash3895 2010 doi101109TIE20102076414

[10] Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos DIRETIVA Nordm 152014 - Tarifas e preccedilospara a energia eleacutetrica e outros serviccedilos em 2015 e paracircmetros para o periacuteodo de regulaccedilatildeo2015-2017 pages 1ndash93 2014

[11] Ministeacuterio do Ambiente do Ordenamento do Territoacuterio e da Energia DECRETO-LEI nordm1532014 Diaacuterio da Repuacuteblica 1(202)5298ndash5311 2014

[12] ERSE (Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos) Ciclo diaacuterio para forneci-mentos em BTE e BTN em Portugal Continental URL httpwwwerseptptelectricidadetarifaseprecosperiodoshorariosPaginasCiclodiariofornecBTEBTNPtaspx

81

82 REFEREcircNCIAS

[13] Dgs Altener Eu Ist Energia Fotovoltaica - Manual sobre tecnologias pro-jecto e instalaccedilatildeo In Janeiro de page 368 2004 URL httpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+-+manual+sobre+tecnologias+projecto+e+instalaao0$delimiter026E30F$nhttpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+manual+sobre+tecnologias+projecto+e arXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

[16] Claacuteudio Monteiro Apontamentos da Unidade Curricular Energia Eoacutelica e Solar lecionadana Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto

[17] Portal Energia Principais tipos de ceacutelulas fotovoltaicas constituin-tes de paineis solares URL httpwwwportal-energiacomprincipais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares

[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

[19] Conselho Tarif Comunicado Proposta de Tarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2014pages 1ndash10 2014

[20] Marco A Janssen Introducing ecological dynamics into common-pool resource experi-ments Technical Report 2 2010 doi7

[21] K C Divya and Jacob Ostergaard Battery energy storage technology for power systems-An overview Electr Power Syst Res 79(4)511ndash520 apr 2009 URL httpwwwsciencedirectcomsciencearticlepiiS0378779608002642 doi101016jepsr200809017

[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

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[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

[29] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2014 2014 doi102790941403

[30] Christoph Kost Johannes N Mayer Jessica Thomsen Niklas Hartmann Charlotte SenkpielSimon Philipps Sebastian Nold Simon Lude Noha Saad and Thomas Schlegel LevelizedCost of Electricity Renewable Energy Technologies (November)50 2013

[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 6: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

iv

Agradecimentos

Perto do fim de um ciclo acadeacutemico e do comeccedilo de uma nova etapa pessoal natildeo poderiadeixar de expressar algumas palavras de agradecimento a quem de uma forma direta ou indiretacoadjuvou no alcance desta etapa

Comeccedilo por agradecer ao meu orientador Professor Joseacute Rui da Rocha Pinto Ferreira pelaoportunidade disponibilidade ajuda e ideias partilhadas na realizaccedilatildeo desta tese e de todo o co-nhecimento que partilhou ao longo de todo o meu percurso na FEUP

Natildeo poderia deixar de agradecer a todos os meus amigos (eles sabem que satildeo) que caminharamao meu lado desde muito cedo durante esta minha vida acadeacutemica mas tambeacutem aos de longa dataaqueles que cresceram comigo

Aos companheiros de casa e amigos Necas Joatildeo Martins Rui Costa Zeacute Guima e ao maisrecente inclino Nelso por toda a amizade companheirismo e pela partilha de momentos inesque-ciacuteveis

A todos aqueles que me acompanharam na vida associativa e agrave AEFEUP local de crescimentoe aprendizagem pessoal da qual levo amigos para a vida

Agrave Rita pela paciecircncia motivaccedilatildeo ajuda e carinho demonstrado e por uacuteltimo mas em prin-cipal destaque agrave minha famiacutelia essencialmente ao meu pai (Zeacute Guima) ao meu irmatildeo ao TioPassos agrave Tia Elsa e agrave prima Irina Sempre deram mais do que eu poderia pedir exigindo em trocanada mais do que responsabilidade

Muito obrigado a Todos

Bruno Guimaratildees

v

vi

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

[1] IEA Snapshot of Global PV Markets 2014 pages 1ndash16 2015 URLhttpwwwiea-pvpsorgfileadmindampublicreporttechnicalPVPS_report_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2014pdf

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[10] Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos DIRETIVA Nordm 152014 - Tarifas e preccedilospara a energia eleacutetrica e outros serviccedilos em 2015 e paracircmetros para o periacuteodo de regulaccedilatildeo2015-2017 pages 1ndash93 2014

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[12] ERSE (Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos) Ciclo diaacuterio para forneci-mentos em BTE e BTN em Portugal Continental URL httpwwwerseptptelectricidadetarifaseprecosperiodoshorariosPaginasCiclodiariofornecBTEBTNPtaspx

81

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[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

[16] Claacuteudio Monteiro Apontamentos da Unidade Curricular Energia Eoacutelica e Solar lecionadana Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto

[17] Portal Energia Principais tipos de ceacutelulas fotovoltaicas constituin-tes de paineis solares URL httpwwwportal-energiacomprincipais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares

[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

[19] Conselho Tarif Comunicado Proposta de Tarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2014pages 1ndash10 2014

[20] Marco A Janssen Introducing ecological dynamics into common-pool resource experi-ments Technical Report 2 2010 doi7

[21] K C Divya and Jacob Ostergaard Battery energy storage technology for power systems-An overview Electr Power Syst Res 79(4)511ndash520 apr 2009 URL httpwwwsciencedirectcomsciencearticlepiiS0378779608002642 doi101016jepsr200809017

[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

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[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

[29] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2014 2014 doi102790941403

[30] Christoph Kost Johannes N Mayer Jessica Thomsen Niklas Hartmann Charlotte SenkpielSimon Philipps Sebastian Nold Simon Lude Noha Saad and Thomas Schlegel LevelizedCost of Electricity Renewable Energy Technologies (November)50 2013

[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 7: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

Agradecimentos

Perto do fim de um ciclo acadeacutemico e do comeccedilo de uma nova etapa pessoal natildeo poderiadeixar de expressar algumas palavras de agradecimento a quem de uma forma direta ou indiretacoadjuvou no alcance desta etapa

Comeccedilo por agradecer ao meu orientador Professor Joseacute Rui da Rocha Pinto Ferreira pelaoportunidade disponibilidade ajuda e ideias partilhadas na realizaccedilatildeo desta tese e de todo o co-nhecimento que partilhou ao longo de todo o meu percurso na FEUP

Natildeo poderia deixar de agradecer a todos os meus amigos (eles sabem que satildeo) que caminharamao meu lado desde muito cedo durante esta minha vida acadeacutemica mas tambeacutem aos de longa dataaqueles que cresceram comigo

Aos companheiros de casa e amigos Necas Joatildeo Martins Rui Costa Zeacute Guima e ao maisrecente inclino Nelso por toda a amizade companheirismo e pela partilha de momentos inesque-ciacuteveis

A todos aqueles que me acompanharam na vida associativa e agrave AEFEUP local de crescimentoe aprendizagem pessoal da qual levo amigos para a vida

Agrave Rita pela paciecircncia motivaccedilatildeo ajuda e carinho demonstrado e por uacuteltimo mas em prin-cipal destaque agrave minha famiacutelia essencialmente ao meu pai (Zeacute Guima) ao meu irmatildeo ao TioPassos agrave Tia Elsa e agrave prima Irina Sempre deram mais do que eu poderia pedir exigindo em trocanada mais do que responsabilidade

Muito obrigado a Todos

Bruno Guimaratildees

v

vi

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

[1] IEA Snapshot of Global PV Markets 2014 pages 1ndash16 2015 URLhttpwwwiea-pvpsorgfileadmindampublicreporttechnicalPVPS_report_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2014pdf

[2] Direccedilatildeo Geral de Ernergia e Geologia Renovaacuteveis Estatiacutesticas Raacutepidas-Nordm129-JulhoDe2015 (129)77 2015

[3] Nasa How do Photovoltaics Work - NASA Science 2014 URL httpsciencenasagovscience-newsscience-at-nasa2002solarcells

[4] Saleh Elkelani Babaa Matthew Armstrong and Volker Pickert Overview of MaximumPower Point Tracking Control Methods for PV Systems J Power Energy Eng 02(08)59ndash72 2014 URL httpwwwscirporgjournalPaperDownloadaspxDOI=104236jpee201428006 doi104236jpee201428006

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[9] Sergio Vazquez Srdjan M Lukic Eduardo Galvan Leopoldo G Franquelo and Juan MCarrasco Energy storage systems for transport and grid applications IEEE Trans IndElectron 57(12)3881ndash3895 2010 doi101109TIE20102076414

[10] Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos DIRETIVA Nordm 152014 - Tarifas e preccedilospara a energia eleacutetrica e outros serviccedilos em 2015 e paracircmetros para o periacuteodo de regulaccedilatildeo2015-2017 pages 1ndash93 2014

[11] Ministeacuterio do Ambiente do Ordenamento do Territoacuterio e da Energia DECRETO-LEI nordm1532014 Diaacuterio da Repuacuteblica 1(202)5298ndash5311 2014

[12] ERSE (Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos) Ciclo diaacuterio para forneci-mentos em BTE e BTN em Portugal Continental URL httpwwwerseptptelectricidadetarifaseprecosperiodoshorariosPaginasCiclodiariofornecBTEBTNPtaspx

81

82 REFEREcircNCIAS

[13] Dgs Altener Eu Ist Energia Fotovoltaica - Manual sobre tecnologias pro-jecto e instalaccedilatildeo In Janeiro de page 368 2004 URL httpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+-+manual+sobre+tecnologias+projecto+e+instalaao0$delimiter026E30F$nhttpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+manual+sobre+tecnologias+projecto+e arXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

[16] Claacuteudio Monteiro Apontamentos da Unidade Curricular Energia Eoacutelica e Solar lecionadana Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto

[17] Portal Energia Principais tipos de ceacutelulas fotovoltaicas constituin-tes de paineis solares URL httpwwwportal-energiacomprincipais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares

[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

[19] Conselho Tarif Comunicado Proposta de Tarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2014pages 1ndash10 2014

[20] Marco A Janssen Introducing ecological dynamics into common-pool resource experi-ments Technical Report 2 2010 doi7

[21] K C Divya and Jacob Ostergaard Battery energy storage technology for power systems-An overview Electr Power Syst Res 79(4)511ndash520 apr 2009 URL httpwwwsciencedirectcomsciencearticlepiiS0378779608002642 doi101016jepsr200809017

[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[26] Diretiva nordm22015 Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos Perfis de perdas perfis deconsumo e perfis de produccedilatildeo aplicaacuteveis em 2015 2015

[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

[29] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2014 2014 doi102790941403

[30] Christoph Kost Johannes N Mayer Jessica Thomsen Niklas Hartmann Charlotte SenkpielSimon Philipps Sebastian Nold Simon Lude Noha Saad and Thomas Schlegel LevelizedCost of Electricity Renewable Energy Technologies (November)50 2013

[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 8: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

vi

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

[1] IEA Snapshot of Global PV Markets 2014 pages 1ndash16 2015 URLhttpwwwiea-pvpsorgfileadmindampublicreporttechnicalPVPS_report_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2014pdf

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[3] Nasa How do Photovoltaics Work - NASA Science 2014 URL httpsciencenasagovscience-newsscience-at-nasa2002solarcells

[4] Saleh Elkelani Babaa Matthew Armstrong and Volker Pickert Overview of MaximumPower Point Tracking Control Methods for PV Systems J Power Energy Eng 02(08)59ndash72 2014 URL httpwwwscirporgjournalPaperDownloadaspxDOI=104236jpee201428006 doi104236jpee201428006

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[9] Sergio Vazquez Srdjan M Lukic Eduardo Galvan Leopoldo G Franquelo and Juan MCarrasco Energy storage systems for transport and grid applications IEEE Trans IndElectron 57(12)3881ndash3895 2010 doi101109TIE20102076414

[10] Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos DIRETIVA Nordm 152014 - Tarifas e preccedilospara a energia eleacutetrica e outros serviccedilos em 2015 e paracircmetros para o periacuteodo de regulaccedilatildeo2015-2017 pages 1ndash93 2014

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[12] ERSE (Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos) Ciclo diaacuterio para forneci-mentos em BTE e BTN em Portugal Continental URL httpwwwerseptptelectricidadetarifaseprecosperiodoshorariosPaginasCiclodiariofornecBTEBTNPtaspx

81

82 REFEREcircNCIAS

[13] Dgs Altener Eu Ist Energia Fotovoltaica - Manual sobre tecnologias pro-jecto e instalaccedilatildeo In Janeiro de page 368 2004 URL httpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+-+manual+sobre+tecnologias+projecto+e+instalaao0$delimiter026E30F$nhttpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+manual+sobre+tecnologias+projecto+e arXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

[16] Claacuteudio Monteiro Apontamentos da Unidade Curricular Energia Eoacutelica e Solar lecionadana Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto

[17] Portal Energia Principais tipos de ceacutelulas fotovoltaicas constituin-tes de paineis solares URL httpwwwportal-energiacomprincipais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares

[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

[19] Conselho Tarif Comunicado Proposta de Tarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2014pages 1ndash10 2014

[20] Marco A Janssen Introducing ecological dynamics into common-pool resource experi-ments Technical Report 2 2010 doi7

[21] K C Divya and Jacob Ostergaard Battery energy storage technology for power systems-An overview Electr Power Syst Res 79(4)511ndash520 apr 2009 URL httpwwwsciencedirectcomsciencearticlepiiS0378779608002642 doi101016jepsr200809017

[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[26] Diretiva nordm22015 Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos Perfis de perdas perfis deconsumo e perfis de produccedilatildeo aplicaacuteveis em 2015 2015

[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

[29] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2014 2014 doi102790941403

[30] Christoph Kost Johannes N Mayer Jessica Thomsen Niklas Hartmann Charlotte SenkpielSimon Philipps Sebastian Nold Simon Lude Noha Saad and Thomas Schlegel LevelizedCost of Electricity Renewable Energy Technologies (November)50 2013

[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 9: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

ldquoAll that I am or hope to be I owe to my angel motherrdquo

Abraham Lincoln

vii

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

[1] IEA Snapshot of Global PV Markets 2014 pages 1ndash16 2015 URLhttpwwwiea-pvpsorgfileadmindampublicreporttechnicalPVPS_report_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2014pdf

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81

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[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

[16] Claacuteudio Monteiro Apontamentos da Unidade Curricular Energia Eoacutelica e Solar lecionadana Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto

[17] Portal Energia Principais tipos de ceacutelulas fotovoltaicas constituin-tes de paineis solares URL httpwwwportal-energiacomprincipais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares

[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

[19] Conselho Tarif Comunicado Proposta de Tarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2014pages 1ndash10 2014

[20] Marco A Janssen Introducing ecological dynamics into common-pool resource experi-ments Technical Report 2 2010 doi7

[21] K C Divya and Jacob Ostergaard Battery energy storage technology for power systems-An overview Electr Power Syst Res 79(4)511ndash520 apr 2009 URL httpwwwsciencedirectcomsciencearticlepiiS0378779608002642 doi101016jepsr200809017

[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[26] Diretiva nordm22015 Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos Perfis de perdas perfis deconsumo e perfis de produccedilatildeo aplicaacuteveis em 2015 2015

[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

[29] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2014 2014 doi102790941403

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[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 10: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

viii

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

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81

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[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

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[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

[19] Conselho Tarif Comunicado Proposta de Tarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2014pages 1ndash10 2014

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[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

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[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

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[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 11: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

Conteuacutedo

1 Introduccedilatildeo 111 Enquadramento e Motivaccedilatildeo 112 Objetivos 213 Estrutura 2

2 Revisatildeo Bibliograacutefica 521 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa 522 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 623 Sistemas Fotovoltaicos 7

231 Enquadramento Mundial 7232 Enquadramento Nacional 9233 Paineacuteis Fotovoltaicos 11234 Ceacutelula Fotovoltaica 12235 Inversores DCAC 13

24 Conclusotildees 14

3 Autoconsumo 1531 Vantagens Autoconsumo 1632 Barreiras e Desafios 18

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado 18322 Integraccedilatildeo na rede 18323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo 18324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores 18

33 Sistemas de Autoconsumo 19331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP 20332 Sistemas de Autoconsumo Isolados 21

34 Sistema de Armazenamento de Energia 22341 Baterias 22342 Tecnologias de armazenamento (Baterias) 24

35 Conclusotildees 26

4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo 2741 Enquadramento Nacional 2742 Atual Legislaccedilatildeo 28

421 Requisitos para o acesso ao registo 29422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo 29423 Direitos e Deveres do Produtor 30424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo 30

ix

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

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81

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[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

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[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

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[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 12: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

x CONTEUacuteDO

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos 31426 Taxas 32427 Fiscalizaccedilatildeo 33428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias 33

43 Poliacuteticas Europeias 3444 Conclusotildees 35

5 Metodologia e Casos de Estudo 3751 Perfis de Consumo 3752 Perfil do Consumidor 42

521 Perfil de Carga dos Consumidores 4353 Perfis de Produccedilatildeo 4454 Tarifas 4655 Casos de Estudo 4756 Sistema Solar Fotovoltaico 4857 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 48

571 Anaacutelise Econoacutemica 50572 Previsatildeo Econoacutemica 52

58 Conclusotildees 53

6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo 5561 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 55

611 Valor Baixo 56612 Valor Meacutedio 57613 Valor Alto 58

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 58621 Valor Baixo 59622 Valor Meacutedio 60623 Valor Alto 61

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61631 Valor Baixo 62632 Valor Meacutedio 63633 Valor Alto 64

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 64641 Valor Baixo 65642 Valor Meacutedio 66643 Valor Alto 67

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 6766 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para

a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 7267 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na

viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 7468 Conclusotildees 77

7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros 7971 Conclusotildees 7972 Trabalhos Futuros 80

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

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81

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[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

[16] Claacuteudio Monteiro Apontamentos da Unidade Curricular Energia Eoacutelica e Solar lecionadana Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto

[17] Portal Energia Principais tipos de ceacutelulas fotovoltaicas constituin-tes de paineis solares URL httpwwwportal-energiacomprincipais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares

[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

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[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

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[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

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[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

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[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 13: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

CONTEUacuteDO xi

Referecircncias 81

A Anexo A 85

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

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81

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[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

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[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

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[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

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[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
Page 14: Análise da Viabilidade Económica da Instalação de um

xii CONTEUacuteDO

Lista de Figuras

21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa 622 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal 723 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1] 824 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidade

instalada ateacute 2014 [1] 825 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura

energeacutetica de vaacuterios paiacuteses [1] 926 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e

2014 927 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia 1028 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2] 1029 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3] 11210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico 12211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4] 14

31 Paridade com a rede 1532 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1733 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico 1934 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico [5] 2035 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo

fotovoltaico com capacidade de armazenamento 2136 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado 2237 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6] 23

41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7] 35

51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A 3852 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B 3953 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C 3954 Perfil de consumo por mecircs da classe B 4055 Perfil de consumo por dia da semana da classe B 4056 Perfil de consumo por mecircs da classe C 4157 Perfil de consumo por dia da semana da classe C 4258 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 4259 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8] 43510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639 45511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro 45512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015) 49

xiii

xiv LISTA DE FIGURAS

61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Lisboa 69614 Payback 71615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contri-

buiccedilatildeo do sistema de autoconsumo 71

Lista de Tabelas

31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade 1732 Sistemas de armazenamento de energia [9] 26

41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC 2942 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica ener-

geacutetica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10] 3243 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11] 32

51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8] 3852 Valores de consumos anuais reais selecionados 4453 Valores a pagar por potecircncia contratada 4654 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015 4655 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12] 4756 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portu-

gal (mercado diaacuterio) 51

61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa 5662 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia 5763 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta 5864 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa 5965 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia 6066 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta 6167 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa 6268 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia 6369 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta 64610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa 65611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia 66612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta 67613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano 68614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autocon-

sumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano 69615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040 70616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo 72617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2 72618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1 73619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2 73620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 74621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 75622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

xv

xvi LISTA DE TABELAS

623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees 76

Abreviaturas e Siacutembolos

AC Alternating CurrentBT Baixa TensatildeoBTE Baixa Tensatildeo EspecialBTN Baixa Tensatildeo NormalCdTe Cadmium TellurideCF Cash-FlowCIEG Custo de Interesse Econoacutemico GeralCIS Copper Indium SelenideCISG Copper Indium Gallium SelenideCUR Comercializador de Uacuteltimo RecursoDC Direct CurrentDGEG Direccedilatildeo-Geral de Energia e GeologiaDOD Depth of DischargeERSE Entidade Reguladora dos Serviccedilos EnergeacuteticosGaAS Gallium ArsenideIRENA International Renewable Energy AgencyIVA Imposto de Valor AcrescentadoML Mercado LiberalizadoMPPT Maximun Power Point TrackingOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoOMIE Operador do Mercado Ibeacuterico de EnergiaRARI Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves InterligaccedilotildeesRESP Rede Eleacutetrica de Serviccedilo PuacuteblicoRLIE Regulamento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees EleacutetricasRRC Regulamento de Relaccedilotildees ComerciaisSEN Sistema Eleacutetrico NacionalSERUP Sistema Eleacutetronico de Registo de Unidades de ProduccedilatildeoSRM Sistema de Registo de MicroproduccedilatildeoTIR Taxa Interna de RentabilidadeUE Uniatildeo EuropeiaUP Unidade de ProduccedilatildeoUPAC Unidade de Produccedilatildeo de AutoconsumoUPP Unidade de Pequena ProduccedilatildeoVAL Valor Atual LiacutequidoVRLA Valve Regulated Lead AcidWACC Weighted Average Cost of Capital

xvii

Capiacutetulo 1

Introduccedilatildeo

11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo

Com a possibilidade da escassez dos recursos natildeo-renovaacuteveis com a dependecircncia mundial

destes mesmos recursos e com as diversas preocupaccedilotildees ambientais as fontes de energia renovaacutevel

ganham cada vez mais impacto afastando as fontes de energia convencionais para segundo plano

enquanto as tecnologias ldquolimpasrdquo satildeo cada vez mais aceites pela sociedade

A crescente preocupaccedilatildeo com este tema eacute comprovada pela estrateacutegia poliacutetica adotada pela

Uniatildeo Europeia lsquoEUROPA 2020rsquo que definiu como objetivos na aacuterea das alteraccedilotildees climaacuteticas e

sustentabilidade energeacutetica o aumento da eficiecircncia energeacutetica em 20 a reduccedilatildeo das emissotildees

de gases com efeito de estufa em 20 e a obtenccedilatildeo de 20 da energia a partir de fontes renovaacute-

veis Uma das respostas aos objetivos lsquoEUROPA 2020rsquo passou pela regulaccedilatildeo do Autoconsumo e

mecanismos semelhantes em diversos paiacuteses da Uniatildeo Europeia

Portugal tambeacutem implementou o regime de Autoconsumo atraveacutes do Decreto-Lei nordm 1532014

de 20 de outubro Todos os objetivos e preocupaccedilotildees subjacentes a este tema criam uma maior

penetraccedilatildeo da tecnologia de caraacuteter limpo e eficiente e mudanccedilas no sistema eleacutetrico o que implica

benefiacutecios ambientais econoacutemicos e sociais

Com o Autoconsumo passa a ser incentivado que o consumidor tome um papel de lsquoprosumerrsquo

ou seja o consumidor produz a sua proacutepria energia para satisfazer as suas necessidades energeacuteticas

podendo vender o excesso de energia agrave rede Este novo modelo com aplicaccedilatildeo residencial e

industrial promove a minimizaccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da rede puacuteblica nacional Tratando-

se de uma produccedilatildeo natildeo centralizada distribuiacuteda ou seja proacutexima da carga haacute diminuiccedilatildeo da

circulaccedilatildeo de energia o que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas relativas ao sistema de transporte

e distribuiccedilatildeo

Quando o custo de produccedilatildeo de eletricidade atraveacutes de fontes renovaacuteveis eacute menor ou igual ao

preccedilo de compra de energia agrave rede puacuteblica estaacute-se perante uma paridade com a rede O custo de

produccedilatildeo fotovoltaica atingiu esta realidade o que desperta um futuro promissor da energia solar

em Portugal Uma vez que os preccedilos de eletricidade continuam a aumentar de ano para ano esta

paridade demonstra que o autoconsumo com recurso agrave energia solar torna-se uma oportunidade

1

2 Introduccedilatildeo

de poupanccedila financeira por parte dos consumidores Todos estes factos comprovam o despertar de

um grande interesse no investimento nas tecnologias de produccedilatildeo em regime de Autoconsumo

12 Objetivos

O principal objetivo da presente dissertaccedilatildeo reside na anaacutelise da viabilidade econoacutemica da

instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo para diferentes potecircncias

contratadas diferentes tarifas e diferentes regiotildees de Portugal norte centro e sul com base num

perfil de consumo global disponibilizado pela ERSE e por perfis de produccedilatildeo obtidos por simula-

ccedilatildeo atraveacutes do programa PVSyst

De forma a atingir este objetivo foi ainda considerado o facto de ser possiacutevel a venda do

excedente de produccedilatildeo agrave rede eleacutetrica puacuteblica para perceber qual o impacto econoacutemico que pode

ter num investimento desta natureza

13 Estrutura

Esta dissertaccedilatildeo apresenta-se organizada e constituiacuteda por 7 capiacutetulos nos quais estaacute incluiacutedo

o presente capiacutetulo Capiacutetulo I ndash Introduccedilatildeo

No segundo capiacutetulo eacute feita a revisatildeo bibliograacutefica relativa agrave radiaccedilatildeo solar e os recursos de

energia solar na Europa e mais especificamente em Portugal Ainda neste capiacutetulo eacute apresentado

um enquadramento a niacutevel mundial e nacional do impacto que os sistemas fotovoltaicos tecircm e

podem vir a ter na produccedilatildeo energeacutetica a niacutevel mundial

Por uacuteltimo eacute feita uma pequena abordagem ao funcionamento e principais componentes de

um sistema fotovoltaico englobando respetivas funccedilotildees carateriacutesticas e tecnologias

No terceiro capiacutetulo eacute feita uma descriccedilatildeo do autoconsumo e um levantamento das suas van-

tagens barreiras e desafios Posteriormente satildeo descritos os vaacuterios sistemas que o autoconsumo

pode tomar e quais os seus principais objetivos

No capiacutetulo 4 eacute feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo que regulava a produccedilatildeo descentrali-

zada de energia eleacutetrica e posteriormente satildeo apresentados os principais aspetos do Decreto-Lei

nordm1532014 que estabelece atualmente o regime juriacutedico aplicaacutevel agraves Unidades de Produccedilatildeo

para Autoconsumo Por uacuteltimo satildeo abordadas algumas das poliacuteticas europeias adotadas por al-

guns paiacuteses

No capiacutetulo 5 eacute feita a descriccedilatildeo dos casos de estudo aos quais eacute aplicada uma metodologia

tambeacutem ela descrita neste capiacutetulo Satildeo tambeacutem apresentados os pressupostos econoacutemicos e rela-

tivos ao tratamento de dados assumidos para o estudo da viabilidade econoacutemica dos sistemas de

autoconsumo estudados

No sexto capiacutetulo encontram-se os principais resultados obtidos para todos os casos de es-

tudo Com o objetivo de uma apresentaccedilatildeo mais clara dos resultados alcanccedilados foram analisados

mais detalhadamente os resultados de uma das simulaccedilotildees e feitas algumas comparaccedilotildees entre

simulaccedilotildees para justificar algumas das conclusotildees atingidas

13 Estrutura 3

Concluindo o seacutetimo capiacutetulo enuncia as conclusotildees retiradas deste trabalho e satildeo sugeridos

alguns trabalhos que podem ser adotados futuramente

4 Introduccedilatildeo

Capiacutetulo 2

Revisatildeo Bibliograacutefica

21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa

O sol fornece energia na forma de radiaccedilatildeo mas devido agrave grande distacircncia que existe entre a

Terra e o Sol apenas uma parte muito reduzida da radiaccedilatildeo solar emitida alcanccedila a superfiacutecie da

Terra Esta reduzida radiaccedilatildeo corresponde a uma quantidade de energia de 1times1018 kWhano

Estima-se que a quantidade de energia solar que alcanccedila a superfiacutecie da Terra corresponde

sensivelmente a dez mil vezes a procura global de energia Assim apenas seria necessaacuterio tirar

proveito de 001 desta energia para satisfazer as necessidades energeacuteticas de toda a humanidade

A intensidade da radiaccedilatildeo solar depende da distacircncia entre o Sol e a Terra Durante o decorrer

do ano esta distacircncia pode variar entre 147times108km e 152times108km o que implica a variaccedilatildeo

da irradiacircncia Assim a irradiacircncia varia entre 1325Wm2 e 1412Wm2 tomando o valor meacutedio

designado por constante solar de E= 1367Wm2

No entanto somente uma parte da quantidade total da radiaccedilatildeo solar alcanccedila a superfiacutecie

terrestre A atmosfera diminui a radiaccedilatildeo solar atraveacutes da reflexatildeo absorccedilatildeo (ozono vapor de

aacutegua oxigeacutenio dioacutexido de carbono) e dispersatildeo (partiacuteculas de poacute poluiccedilatildeo)

O niacutevel de irradiacircncia na Terra atinge um total aproximado de 1000Wm2 ao meio dia consi-

derando boas condiccedilotildees climateacutericas Ao adicionar a quantidade total da radiaccedilatildeo solar que incide

na superfiacutecie terrestre durante o periacuteodo de um ano obteacutem-se a irradiaccedilatildeo global anual medida

em kWhm2 Este paracircmetro varia de um modo significativo consoante a localidade como se

observa na figura 21 [13]

5

6 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 21 Potecircncial Fotovoltaico na Europa

22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

Em Portugal o valor de irradiaccedilatildeo solar situa-se entre os 1300 kWhm2 e os 1800 kWhm2

Estes valores colocam Portugal num dos paiacuteses com mais potencial solar na Europa tal como

demonstram as figuras 21 e 22 [13]

23 Sistemas Fotovoltaicos 7

Figura 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal

23 Sistemas Fotovoltaicos

231 Enquadramento Mundial

Nos uacuteltimos anos os sistemas fotovoltaicos tecircm crescido exponencialmente estimando-se que

a capacidade total instalada a niacutevel mundial ultrapassou os 177 GW em 2014 representando 1

da procura mundial energeacutetica Pelo menos 387 GW de sistemas fotovoltaicos foram instalados e

conectados agrave rede no ano 2014 A China surge em primeiro lugar como o paiacutes que mais contribui

para este resultado com 106 GW instalados

8 Revisatildeo Bibliograacutefica

Os paiacuteses onde o crescimento tem sido mais acentuado nos uacuteltimos anos satildeo a China Japatildeo e

Estados Unidos no entanto a Alemanha continua na lideranccedila com a maior capacidade instalada

Apesar da Europa continuar a representar a maior quota de capacidade instalada em sistemas

fotovoltaicos do Mundo a Aacutesia desde 2012 tem demostrado um raacutepido e contiacutenuo crescimento

aparecendo tambeacutem como um dos maiores contributos na produccedilatildeo de energia eleacutetrica proveniente

de recursos solares Mundial

Agora a Europa representa aproximadamente 50 da capacidade total instalada valor que

apresenta perspetivas de decreacutescimo nos proacuteximos anos

Figura 23 Evoluccedilatildeo das instalaccedilotildees fotovoltaicas em 4 regiotildees distintas [1]

Figura 24 Top 10 dos paiacuteses com mais capacidade instalada em 2014 e com mais capacidadeinstalada ateacute 2014 [1]

A mediccedilatildeo da produccedilatildeo de energia fotovoltaica torna-se difiacutecil quando abrange grandes aacutereas

como a de um paiacutes A capacidade instalada e o que estaacute a ser produzido em determinado momento

23 Sistemas Fotovoltaicos 9

satildeo valores de difiacutecil comparaccedilatildeo pois a estes uacuteltimos estatildeo inerentes diversos fatores como a

orientaccedilatildeo natildeo adequada de inuacutemeros sistemas e sombreamento entre outros Por estas razotildees a

estimativa de produccedilatildeo por paiacutes baseia-se na capacidade instalada no paiacutes assumindo localizaccedilotildees

orientaccedilotildees e condiccedilotildees climateacutericas aproximadas do que eacute entendido como oacutetimo [1]

Figura 25 Contribuiccedilatildeo de energia proveniente de sistemas fotovoltaicos perante a procura ener-geacutetica de vaacuterios paiacuteses [1]

232 Enquadramento Nacional

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo muito significativa no que diz respeito ao peso da eletrici-

dade de origem renovaacutevel nos uacuteltimos anos Assim o setor das energias renovaacuteveis assume cada

vez mais uma posiccedilatildeo de destaque em Portugal da qual resulta uma importante contribuiccedilatildeo para

o desenvolvimento sustentaacutevel do Paiacutes criaccedilatildeo de riqueza e a geraccedilatildeo de emprego [14 15]

Figura 26 Evoluccedilatildeo do peso da eletricidade de origem renovaacutevel em Portugal entre 1999 e 2014

10 Revisatildeo Bibliograacutefica

A potecircncia instalada em centrais renovaacuteveis cresceu em todas as tecnologias prevendo-se que

duplique entre 2010 e 2030 como se verifica na figura 27

Figura 27 Evoluccedilatildeo da potecircncia instalada em renovaacuteveis por tecnologia

Figura 28 Evoluccedilatildeo da potecircncia fotovoltaica instalada em Portugal por regiatildeo [2]

Relativamente agrave energia proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute de realccedilar o crescimento notoacute-

rio nos uacuteltimos anos Apesar de ainda constar nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes

de fontes renovaacuteveis em Portugal eacute esperada uma evoluccedilatildeo significativa nos proacuteximos anos figura

27 Na atualidade o Alentejo eacute responsaacutevel por aproximadamente 40 da produccedilatildeo fotovoltaica

23 Sistemas Fotovoltaicos 11

nacional Salienta-se a entrada em funcionamento no uacuteltimo ano de nove centrais fotovoltaicas

de concentraccedilatildeo totalizando uma potecircncia de 13 MW [2]

233 Paineacuteis Fotovoltaicos

A essecircncia baacutesica dos paineacuteis fotovoltaicos que consistem num conjunto de ceacutelulas fotovoltai-

cas incide na conversatildeo direta da energia proveniente da radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica Este

processo eacute denominado por efeito fotoeleacutetrico e reside na captaccedilatildeo de fototildees proveniente da luz

solar e libertaccedilatildeo de eletrotildees que resultam numa corrente eleacutetrica

Figura 29 Funcionamento baacutesico de uma ceacutelula Fotovoltaica [3]

A figura 29 ilustra o funcionamento baacutesico de uma ceacutelula fotovoltaica que eacute na sua maioria

constituiacuteda por um material semicondutor como o siliacutecio altamente usado nesta induacutestria A ca-

mada semicondutora eacute projetada com uma camada de partiacuteculas positiva e outra negativa de forma

a criar um campo eleacutetrico Quando se daacute a ligaccedilatildeo das duas camadas por via de um condutor eleacute-

trico forma-se um circuito eleacutetrico que possibilita a captura de eletrotildees resultando numa corrente

eleacutetrica

12 Revisatildeo Bibliograacutefica

Figura 210 Composiccedilatildeo de um paineacutel fotovoltaico

Um conjunto de ceacutelulas formam um moacutedulo Um painel eacute constituiacutedo por um conjunto de moacutedulos

que podem ser ligados em seacuterie ou paralelo de forma a obter valores de tensatildeo e corrente desejados

[3]

234 Ceacutelula Fotovoltaica

2341 Ceacutelula monocristalina

Formada por siliacutecio monocristalino e inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecnologia

mais antiga e ao mesmo tempo uma das mais eficientes continuando a ser usada no estudo e

desenvolvimento de novos produtos Baseia-se em ceacutelulas de um uacutenico cristal que podem ser

criadas por diversos processos Apresenta-se com uma cota de mercado consideraacutevel e o seu

rendimento varia entre os 15 e 18 [13 16]

2342 Ceacutelula policristalina

Formada por siliacutecio poliscristalino e tambeacutem inserida nas tecnologias de 1ordf geraccedilatildeo eacute a tecno-

logia com maior cota de mercado Os processos de fabrico satildeo mais baratos quando comparados

com a ceacutelula de siliacutecio monocristalino mas a sua eficiecircncia tambeacutem eacute menor Este diferencial de

eficiecircncia eacute justificado pelo facto do seu modo de fabrico ser de menor complexidade A tecnolo-

gia baseia-se em meacutetodos de fabrico que usam muacuteltiplos cristais obtidos por diversos processos e

apresenta uma eficiecircncia entre 13 e 15 [13 16]

2343 Ceacutelula de siliacutecio amorfo

Formada por siliacutecio amorfo e inserida nas tecnologias de 2ordf geraccedilatildeo aparece como uma das

tecnologias de peliacutecula fina mais antigas Tecircm eficiecircncia baixas (6) o que implica elevadas

aacutereas e muita cablagem Em compensaccedilatildeo necessita de pouco material e energia no processo de

23 Sistemas Fotovoltaicos 13

fabrico apresentando um custo reduzido de produccedilatildeo A maior desvantagem das ceacutelulas amorfas

consiste na sua baixa eficiecircncia Esta eficiecircncia diminui durante os primeiros 6 a 12 meses de

funcionamento devido agrave degradaccedilatildeo induzida pela luz (o ldquoEfeito Staebler-Wronskirdquo) ateacute nivelar

num valor estaacutevel [13 16 17]

2344 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio (CIS)

Formada por cobre iacutendio e seleacutenio estas ceacutelulas apresentam excelentes propriedades de ab-

sorccedilatildeo e natildeo apresentam qualquer tipo de degradaccedilatildeo subjacentes agrave incidecircncia de luz ao contraacuterio

do siliacutecio amorfo apresentando a mais eficiente tecnologia de peliacutecula fina Contudo apresentam

problemas de estabilidade nos ambientes quentes e huacutemidos pelo que deve ser garantida uma boa

selagem contra a humidade Eacute ainda de esperar que os custos de produccedilatildeo em massa venham a ser

mais baixos que o siliacutecio cristalino A sua eficiecircncia estaacute entre os 75 e os 95 [13 16]

2345 Ceacutelula de disseleneto de cobre-iacutendio-Gaacutelio (CIGS)

As ceacutelulas de CIGS apresentam-se como uma recente evoluccedilatildeo das ceacutelulas CIS sendo consti-

tuiacutedas pelos mesmos elementos mas com a particularidade de o iacutendio formar uma liga com o gaacutelio

o que permite alcanccedilar eficiecircncias maiores na ordem dos 12 [13 16]

2346 Ceacutelula de telureto de caacutedmio (CdTe)

As ceacutelulas CdTe tecircm por base o teluacuterio de caacutedmio material de algum interesse devido a sua

elevada capacidade de absorccedilatildeo apresentam uma eficiecircncia que circunda os 8 Estas satildeo obtidas

por deposiccedilatildeo em vaacutecuo ou por sputtering e tecircm baixo custo de produccedilatildeo No entanto a produccedilatildeo

e utilizaccedilatildeo desta tecnologia tem levantado problemas ambientais pois satildeo utilizados produtos

altamente contaminantes e venenosos como o caacutedmio [13 16]

2347 Ceacutelula de Arsenieto de Gaacutelio (GaAs)

Formada por arsenieto de gaacutelio tem como objetivo a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas de alta

eficiecircncia Normalmente satildeo usadas em sistemas com concentraccedilatildeo e em aplicaccedilotildees espaciais A

sua eficiecircncia pode atingir valores da ordem dos 30 poreacutem esta alta eficiecircncia traduz-se num

elevado custo de produccedilatildeo [13 16]

235 Inversores DCAC

Os conversores DCAC usualmente identificados como inversores tem como principal funccedilatildeo

estabelecer a ligaccedilatildeo entre o gerador fotovoltaico e a rede AC A sua primordial tarefa consiste

na conversatildeo do sinal eleacutetrico DC do gerador fotovoltaico num sinal eleacutetrico AC ajustado agraves

carateriacutesticas da rede nomeadamente frequecircncia e niacutevel de tensatildeo

Aleacutem da primordial funccedilatildeo de inversatildeo os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos

apresentam outras funccedilotildees fulcrais para o bom desempenho destes mesmos sistemas Como os

14 Revisatildeo Bibliograacutefica

sistemas fotovoltaicos procuram ter um baixo custo tamanho reduzido e ao mesmo tempo operar

o mais eficientemente possiacutevel surgiu a necessidade de encontrar meacutetodos para alcanccedilar e manter

o maacuteximo ponto de potecircncia produzida pelos moacutedulos fotovoltaicos Desde sempre que os paineacuteis

fotovoltaicos apresentam um ponto de potecircncia maacutexima para um certo valor de irradiacircncia (Figura

211)

Assim para manter os moacutedulos fotovoltaicos a operar perto do seu ponto de maior potecircncia

eacute necessaacuterio o uso de um algoritmo de procura do ponto maacuteximo de potecircncia (MPPT) Existe um

grande nuacutemero de meacutetodos de MPPT que podem ser implementados nos sistemas fotovoltaicos

o que torna difiacutecil determinar qual o melhor a adotar No entanto eacute de referir que grande parte

destes meacutetodos baseiam-se no controlo de tensatildeo eou corrente [4 13 18]

Figura 211 Graacutefico da Curva I-V e de Potecircncia Caracteriacutestica de uma Ceacutelula Fotovoltaica [4]

24 Conclusotildees

Sendo o sol uma fonte de energia inesgotaacutevel e a peccedila fundamental na produccedilatildeo de energia

fotovoltaica foram abordados ao longo deste capiacutetulo aspetos interessantes relacionados com

esta tecnologia Os recursos solares que chegam agrave superfiacutecie da terra bem como o seu potencial

a niacutevel energeacutetico os diferentes niacuteveis de irradiacircncia nas distintas localidades da Terra e mais

aprofundadamente os niacuteveis de radiaccedilatildeo em Portugal foram alguns dos aspetos abordados

Perante toda a potencialidade que a tecnologia fotovoltaica apresenta foi feito um enquadra-

mento a niacutevel mundial e nacional onde satildeo demonstrados dados atuais e perspetivas futuras acerca

dos sistemas fotovoltaicos instalados e respetivas capacidades

Perante o conteuacutedo abordado no decorrer deste capiacutetulo surgiu ainda a necessidade de apre-

sentar os principais componentes de um sistema fotovoltaico e respetivas funccedilotildees tecnologias e

carateriacutesticas

Capiacutetulo 3

Autoconsumo

Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente com a constante subida do preccedilo da

eletricidade e com a eficiecircncia energeacutetica eacute cada vez maior despertando a procura de energias

limpas Todos estes fatores aliados a uma constante evoluccedilatildeo tecnoloacutegica e a uma descida signi-

ficativa dos custos relativos ao uso de energias renovaacuteveis tem vindo a viabilizar e a incentivar a

aposta no autoconsumo

O aumento progressivo destas energias limpas jaacute tem uma representatividade significativa na

produccedilatildeo de energia eleacutetrica Perante o decreacutescimo acentuado dos custos de geraccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis foi alcanccedilada a paridade entre o custo de geraccedilatildeo de energia

proveniente de paineacuteis fotovoltaicos e o custo de energia eleacutetrica proveniente da rede figura 31

Figura 31 Paridade com a rede

15

16 Autoconsumo

O autoconsumo atividade regulada pelo Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de outubro eacute um novo

modelo de produccedilatildeo descentralizada de energia com ou sem ligaccedilatildeo agrave RESP baseada em tecnolo-

gias de produccedilatildeo renovaacuteveis ou natildeo renovaacuteveis em que a energia eleacutetrica produzida eacute consumida

pelo produtor sempre que possiacutevel de forma a colmatar as suas necessidades de consumo (energia

autoconsumida)

31 Vantagens Autoconsumo

Para aleacutem dos consumidores os sistemas de autoconsumo trazem inuacutemeras vantagens para

diversas entidades como para os operadores de rede empresas do setor de energias renovaacuteveis

e ateacute a niacutevel poliacutetico Podem surgir inuacutemeras vantagens com o uso de sistemas de autoconsumo

apresentadas de seguida

bull Reduccedilatildeo do custo das faturas eleacutetricas devido agrave diminuiccedilatildeo de energia comprada agrave rede

eleacutetrica

bull Diminuiccedilatildeo da exposiccedilatildeo agrave variaccedilatildeo dos preccedilos da eletricidade figura 32 por parte do

consumidor devido agrave sua maior independecircncia energeacutetica

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de gases de efeito de estufa devido a uma menor produccedilatildeo de energia

eleacutetrica proveniente de combustiacuteveis foacutesseis

bull Produccedilatildeo proacutexima da zona de consumo que implica uma diminuiccedilatildeo das perdas existentes

na rede de distribuiccedilatildeo

bull Dinamizaccedilatildeo de empresas do setor de energias renovaacuteveis

bull Criaccedilatildeo de emprego e desenvolvimento de economias locais

bull Incentivo agrave eficiecircncia energeacutetica ou seja o consumidor toma novos haacutebitos de consumo

para uma rentabilizaccedilatildeo maacutexima do sistema de autoconsumo

bull Independecircncia energeacutetica

bull Menor investimento na rede com o passar dos anos

Para aleacutem das vantagens apresentadas anteriormente o aumento progressivo dos sistemas de au-

toconsumo reflete-se positivamente no alcance das poliacuteticas estabelecidas pela Uniatildeo Europeia

rsquoEuropa 2020rsquo que no contexto climaacutetico e energeacutetico apresenta as seguintes metas

bull Reduzir as emissotildees de gases com efeito de estufa em 20 (ou em 30 se forem reunidas

as condiccedilotildees necessaacuterias) relativamente aos niacuteveis registados em 1990

bull Obter 20 da energia a partir de fontes renovaacuteveis

bull Aumentar em 20 a eficiecircncia energeacutetica

31 Vantagens Autoconsumo 17

Tabela 31 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

Figura 32 Evoluccedilatildeo do preccedilo da eletricidade

As tarifas e preccedilos para a energia eleacutetrica e outros serviccedilos regulados satildeo aprovados e publica-

dos pela ERSE em dezembro de cada ano para vigorarem durante o ano seguinte

O comunicado emitido pela ERSE ldquoTarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2015rdquo [19]

apresenta duas razotildees que explicaram a variaccedilatildeo tarifaacuteria para 2015 Esta variaccedilatildeo resultou da

18 Autoconsumo

conjugaccedilatildeo de dois fatores que seguidamente satildeo apresentados

bull Serviccedilo da diacutevida - Os custos associados ao serviccedilo da diacutevida incluiacuteda nas tarifas de 2015

apresentaram um acreacutescimo perante 2014 de cerca de 45

bull Crescimento moderado do consumo de energia eleacutetrica - Para 2015 a ERSE assumiu

um crescimento de consumo em 08 relativamente a 2014 Este cenaacuterio de crescimento da

procura natildeo favorece a diluiccedilatildeo dos custos das atividades reguladas

32 Barreiras e Desafios

Mesmo apresentando inuacutemeras vantagens o autoconsumo carrega consigo algumas barreiras

que impedem um desenvolvimento mais exponencial tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel

econoacutemico Seratildeo indicadas algumas destas barreiras [7]

321 Ausecircncia de um mercado liberalizado

Eacute necessaacuterio que os mercados sejam liberalizados e competitivos caso contraacuterio se o mer-

cado for regulado a competitividade de preccedilos vai diminuir o que resulta numa barreira para a

implementaccedilatildeo de sistemas de autoconsumo uma vez que os utilizadores procuram um benefiacutecio

econoacutemico na fatura de energia eleacutetrica

322 Integraccedilatildeo na rede

Uma vez que a energia que natildeo eacute autoconsumida seraacute injetada na rede teratildeo de ser implemen-

tadas novas medidas da rede eleacutetrica para a possiacutevel integraccedilatildeo do autoconsumo

323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo

Com a implementaccedilatildeo do autoconsumo seratildeo necessaacuterios diversos investimentos O aumento

das unidades de produccedilatildeo distribuiacuteda na rede conduz a uma evoluccedilatildeo do papel do operador de

rede A garantia de uma correta gestatildeo da rede de distribuiccedilatildeo exige mais recursos como a imple-

mentaccedilatildeo de smart-meters a modernizaccedilatildeo e construccedilatildeo de linhas e outros componentes como

transformadores Na maioria dos casos estes investimentos teratildeo de ser feitos pelos operadores de

rede

324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores

Incentivar o uso de sistemas de autoconsumo requer um consumidor bem informado Com

falta de informaccedilatildeo e comunicaccedilatildeo o consumidor natildeo tem acesso ao conhecimento do funciona-

mento e das vantagens que pode retirar da implementaccedilatildeo destes sistemas

33 Sistemas de Autoconsumo 19

33 Sistemas de Autoconsumo

Existem diversos sistemas de autoconsumo adaptados perante as necessidades e objetivos que

o cliente pretende Devido agrave evoluccedilatildeo das soluccedilotildees fotovoltaicas esta tecnologia aparece como

principal sistema de produccedilatildeo nos sistemas de autoconsumo

Figura 33 Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico

Um modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovol-

taico representa-se da seguinte forma figura 34

20 Autoconsumo

Figura 34 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico [5]

A produccedilatildeo excedente proveniente da produccedilatildeo fotovoltaica eacute representada a vermelho e eacute o

resultado de em alguns momentos a produccedilatildeo da instalaccedilatildeo superar o consumo e pode conduzir

a duas situaccedilotildees ser injetada na rede ou ser armazenada Para sistemas sem capacidade de arma-

zenamento e de injeccedilatildeo na RESP satildeo usados meacutetodos e mecanismos para equilibrar a produccedilatildeo

com o consumo requerido As cargas representadas a amarelo podem ser alimentadas atraveacutes do

sistema de armazenamento ou da RESP

331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

Satildeo sistemas onde existe ligaccedilatildeo agrave RESP esta ligaccedilatildeo permite colmatar as necessidades do

consumidor quando a energia produzida pela UPAC eacute inferior agrave energia consumida localmente

no momento No entanto quando existe um excedente de produccedilatildeo por parte da UPAC eacute tambeacutem

possiacutevel injetar este excedente na RESP Assim nos sistemas de autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP

eacute possiacutevel encontrar dois tipos sistemas com injeccedilatildeo na rede e sistemas sem injeccedilatildeo na rede

3311 UPACrsquos com injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Nestes sistemas a energia excedente eacute vendida agrave rede com uma remuneraccedilatildeo predefinida

Este excedente injetado tem de respeitar alguns aspetos teacutecnicos e legais sendo obrigatoacuterio um

equipamento de contagem bidirecional e uma potecircncia instalada superior a 1500 W

Quando eacute instalado um sistema com capacidade de armazenamento eacute feito um armazenamento

em baterias dos excedentes da energia produzida Assim em momentos em que a produccedilatildeo eacute nula

ou menor que o consumo a energia armazenada eacute consumida maximizando a rentabilidade da

energia produzida pelos paineacuteis fotovoltaicos e aumentado a taxa de autoconsumo No entanto a

33 Sistemas de Autoconsumo 21

RESP funciona como apoio sempre que haja deacutefice entre a produccedilatildeo (instantacircnea ou a partir do

armazenamento) e o consumo

3312 UPACrsquos sem injeccedilatildeo de excedentes na RESP

Quando natildeo existe injeccedilatildeo na rede diz-se que estes sistemas satildeo orientados para o consumo

instantacircneo procurando evitar excedentes de produccedilatildeo ou para armazenar a energia excedente em

baterias

Nos sistemas sem capacidade de armazenamento satildeo necessaacuterios meacutetodos e equipamentos

para equilibrar a razatildeo entre a energia consumida e produzida como por exemplo um inversor

que converta apenas a energia que as cargas requerem no momento

Quando a produccedilatildeo natildeo corresponde ao consumo a RESP assegura a energia necessaacuteria para

satisfazer o mesmo Quando existe capacidade de armazenamento a produccedilatildeo excedente eacute arma-

zenada nas baterias e solicitada quando existe deacutefice de produccedilatildeo pelo sistema fotovoltaico figura

35

Figura 35 Modelo comum do perfil de consumo e produccedilatildeo de um sistema de autoconsumofotovoltaico com capacidade de armazenamento

332 Sistemas de Autoconsumo Isolados

Um sistema de autoconsumo isolado 36 natildeo tem qualquer tipo de ligaccedilatildeo agrave RESP ou seja eacute

completamente independente Normalmente situam-se em locais onde existe dificuldade no acesso

agrave rede puacuteblica

Assim para aleacutem dos paineacuteis fotovoltaicos e do inversor este sistema necessita tambeacutem de um

sistema de armazenamento e de um regulador de carga O sistema de armazenamento composto

por baterias tem como principal funccedilatildeo assegurar a alimentaccedilatildeo das cargas nos periacuteodos em que

os paineacuteis fotovoltaicos natildeo produzem energia suficiente e quando a sua produccedilatildeo eacute nula (periacuteodo

noturno) O regulador de carga tem a seu cargo a constante gestatildeo de cargas das baterias

22 Autoconsumo

Figura 36 Sistema de autoconsumo fotovoltaico isolado

34 Sistema de Armazenamento de Energia

Com a constante evoluccedilatildeo dos sistemas de armazenamento a integraccedilatildeo do conceito de pro-

duccedilatildeo dispersa de origem renovaacutevel torna-se cada vez mais uma realidade O armazenamento de

energia proporciona uma maior flexibilidade e equiliacutebrio para a rede Localmente pode melhorar

a gestatildeo das redes de distribuiccedilatildeo reduzindo os custos inerentes e melhorando a sua eficiecircncia

Ao niacutevel do consumidor os sistemas de armazenamento de energia oferecem a possibilidade

do proacuteprio consumidor gerir mais ativamente a dependecircncia energeacutetica que tem com a RESP ou

seja num caso de geraccedilatildeo de energia proveniente da radiaccedilatildeo solar que apresenta uma variaccedilatildeo de

produccedilatildeo consideraacutevel ao longo do dia passa a ser possiacutevel armazenar os excedentes de produccedilatildeo

e consumir esses excedentes nos periacuteodos onde haacute deacutefice de produccedilatildeo

Estes sistemas tem um impacto significativo no que diz respeito agrave percentagem de energia

autoconsumida por uma UPAC [20]

341 Baterias

As baterias tecnologia de armazenamento de energia eletroquiacutemica aparecem como a forma

mais antiga de armazenamento de energia e o seu princiacutepio de funcionamento consiste na conver-

satildeo de energia quiacutemica em energia eleacutetrica

Satildeo constituiacutedas por uma ou mais ceacutelulas eletroquiacutemicas e cada uma delas consiste num liacute-

quido pasta ou eletroacutelito soacutelido juntamente com o eleacutetrodo negativo designado por caacutetodo e um

eleacutetrodo positivo designado por aacutenodo Durante a descarga ocorrem reaccedilotildees quiacutemicas nos dois

34 Sistema de Armazenamento de Energia 23

eleacutetrodos gerando um fluxo de eletrotildees atraveacutes de um circuito externo Aplicando uma tensatildeo

externa atraveacutes dos eleacutetrodos o processo eacute reversiacutevel permitindo que a bateria seja carregada

Figura 37 Esquema simplificado de uma ceacutelula de bateria [6]

Algumas das carateriacutesticas importantes de uma bateria que se devem ter em consideraccedilatildeo

aquando do seu dimensionamento satildeo

bull Capacidade da Bateria

Representa a quantidade de energia que uma bateria pode fornecer quando eacute descarregada de

uma forma constante ao longo de um determinado periacuteodo de tempo e eacute expressa em amperes-hora

(Ah)

A capacidade de uma bateria depende fortemente do tempo de descarga assim para pequenos

tempos de descarga ou seja elevadas correntes de descarga a capacidade da bateria diminui

Por outro lado para elevados tempos de descarga que implica pequenas correntes de descarga a

capacidade da bateria aumenta

Estando cientes que o comportamento de uma bateria eacute natildeo linear natildeo basta analisa-lo tendo

em conta apenas o valor da sua capacidade (por exemplo 2000 Ah) Portanto se uma bateria

apresentar as seguintes carateriacutesticas 2000 Ah C100 25degC 175 Vcorte significa que a uma

temperatura de 25degC poderaacute fornecer 20 A durante 100 horas apoacutes as quais a tensatildeo nos terminais

de cada ceacutelula seraacute de 175 V [6]

24 Autoconsumo

bull Profundidade da descarga (DOD ndash Depth of Discharge)

Representa a percentagem da capacidade nominal que eacute usada antes de se proceder ao recar-

regamento da bateria A profundidade de descarga relaciona-se com os seguintes aspetos [6]

bull Quanto mais profunda for a descarga menor seraacute o nuacutemero de ciclos que a bateria iraacute

realizar

bull Quanto maior a tensatildeo da bateria maior seraacute a sua profundidade de descarga

bull Quanto menor for o tempo de descarga da bateria mais profunda pode ser essa descarga

bull Tempo de vida uacutetil

Corresponde ao nuacutemero de ciclos de cargadescarga que a bateria consegue efetuar ao longo

da sua vida uacutetil Considera-se que uma bateria deu por terminada a sua vida uacutetil quando a sua

capacidade eacute reduzida a 80 da capacidade nominal A variaccedilatildeo de tempo de vida uacutetil de uma

bateria estaacute associada a aspetos como o tempo de descarga a temperatura de funcionamento e a

profundidade de descarga [6]

bull Densidade de energia

Corresponde agrave quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso Quanto

mais alto for este paracircmetro mais energia pode ser armazenada no mesmo volume Eacute normalmente

medida em Watt ndash hora por quilograma (Whkg) [6]

bull Rendimento energeacutetico das baterias

Representa a relaccedilatildeo entre a energia fornecida na carga e a energia obtida na descarga O

rendimento de uma bateria eacute sempre inferior a 100 devido a diversos tipos de perdas associadas

342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)

3421 Baterias de Chumbo-Aacutecido

As baterias de Chumbo-Aacutecido podem ainda ser reguladas por vaacutelvulas Estas satildeo livres de

manutenccedilatildeo e normalmente designadas por baterias VRLA (valve regulated lead acid) Por outras

palavras esta bateria eacute uma versatildeo melhorada na normal bateria de Chumbo-Aacutecido As suas

principais vantagens satildeo

bull Natildeo tem problemas de estratificaccedilatildeo e eacute caracterizada por uma reduzida sulfataccedilatildeo do aacutecido

bull Possui um maior ciclo de vida uacutetil

bull Natildeo liberta gases pelo que permite o seu uso mesmo para fracas condiccedilotildees de ventilaccedilatildeo

34 Sistema de Armazenamento de Energia 25

bull O invoacutelucro eacute completamente selado isento de derrames o que permite a instalaccedilatildeo da

bateria em qualquer posiccedilatildeo e localizaccedilatildeo

bull Natildeo requer cuidados de manutenccedilatildeo uma vez que natildeo existe a necessidade de repor o niacutevel

do eletroacutelito durante o seu tempo de vida

Em suma apresentam como principais vantagens a sua elevada fiabilidade disponibilidade e

durabilidades associadas a custo reduzido [9 13 20]

3422 Baterias de Niacutequel-Caacutedmio

As baterias agrave base de Niacutequel satildeo as segundas mais utilizadas no armazenamento de energia

estando atraacutes das baterias de chumbo-aacutecido Eram normalmente usadas em aparelhos domeacutesticos

Estas baterias assumem diversas vantagens perante as de chumbo-aacutecido como uma maior fiabi-

lidade e resistecircncia vida uacutetil superior menor suscetibilidade agrave variaccedilatildeo de temperatura menor

tempo de recarga baixa manutenccedilatildeo entre outras Satildeo tambeacutem apropriadas para ambientes hostis

devido agrave sua robustez

Tecircm como desvantagem o efeito de memoacuteria tambeacutem conhecido como viacutecio de bateria e a alta

toxidade do elemento quiacutemico Caacutedmio que torna estas baterias altamente poluentes e prejudiciais

para o meio ambiente [9 13 20]

3423 Bateria soacutedio-enxofre

As baterias de soacutedio-enxofre satildeo consideradas uma tecnologia relativamente recente e foram

originalmente introduzidas no mercado dos carros eleacutetricos

A sua constituiccedilatildeo comporta enxofre fundido no eleacutetrodo positivo e soacutedio fundido no eleacutetrodo

negativo separados por um eletroacutelito de ceracircmica de alumiacutenio Estas baterias apresentam diver-

sas vantagens perante as baterias de chumbo-aacutecido como uma maior densidade energeacutetica boa

estabilidade teacutermica maior vida uacutetil baixo custo e boas condiccedilotildees de seguranccedila

No entanto precisa de uma fonte de calor externa para manter a temperatura de operaccedilatildeo o que

implica custos [9 20 21]

3424 Baterias de iotildees de liacutetio

As baterias de iotildees de liacutetio funcionam atraveacutes de um processo de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo do eleacutetrodo

positivo onde durante a carga ocorre um movimento dos iotildees do eleacutetrodo positivo para o eleacutetrodo

negativo A movimentaccedilatildeo contraacuteria representa a descarga O eleacutetrodo positivo eacute composto por

oacutexido metaacutelico e o negativo por grafite

Estatildeo presentes em aplicaccedilotildees portaacuteteis e moacuteveis como equipamentos portaacuteteis cacircmaras e

telemoacuteveis Poreacutem nos uacuteltimos anos esta tecnologia tem-se mostrado muito promissora no campo

dos veiacuteculos eleacutetricos

26 Autoconsumo

Apesar de existir um potencial consideraacutevel a questatildeo do preccedilo deste tipo de baterias eacute um

debate atual devido as reservas de liacutetio Para aleacutem do preccedilo estas baterias necessitam de um

controlo de carga preciso devido agrave baixa toleracircncia agrave sobrecarga

As principais vantagens que esta tecnologia apresenta eacute o facto de natildeo ter memoacuteria auto-

descarga baixa elevada eficiecircncia e densidade energeacutetica elevada [9 20]

Tabela 32 Sistemas de armazenamento de energia [9]

35 Conclusotildees

O capiacutetulo III debruccedila-se sobre o autoconsumo e os seus vaacuterios tipos de sistemas adaptados

agraves necessidades da instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo e aos objetivos do cliente tais como sistemas ligados

agrave RESP (com e sem injeccedilatildeo dos excedentes na rede puacuteblica) e sistemas isolados Devido agrave total

independecircncia energeacutetica dos sistemas de autoconsumo isolados foi essencial abordar os sistemas

de armazenamento inerentes a este modelo de autoconsumo e consequentemente algumas das

principais e atuais tecnologias de armazenamento mais especificamente baterias e suas principais

carateriacutesticas

Ainda neste capiacutetulo satildeo descritas e explicadas algumas das vantagens que o autoconsumo

pode trazer natildeo soacute para os seus utilizadores mas tambeacutem a operadores de rede empresas do setor

de energias renovaacuteveis e ateacute a niacutevel poliacutetico Existem contudo algumas barreiras e desafios ao

autoconsumo tanto a niacutevel legal e social como a niacutevel econoacutemico o que dificulta a aceitaccedilatildeo e o

crescimento do nuacutemero de sistemas de autoconsumo

Capiacutetulo 4

Legislaccedilatildeo Autoconsumo

41 Enquadramento Nacional

Em 25 de marccedilo de 2002 foi regulada a atividade de produccedilatildeo de energia eleacutetrica em baixa ten-

satildeo (BT) com o objetivo predominante de autoconsumo podendo entregar a produccedilatildeo excedente

agrave rede puacuteblica ou a terceiros sem prejuiacutezos adjacentes

A potecircncia a entregar agrave rede puacuteblica em cada ponto de receccedilatildeo natildeo poderia ultrapassar os 150

kW Esta legislaccedilatildeo surgiu no acircmbito do Programa E4 ndash Eficiecircncia Energeacutetica e Energias Reno-

vaacuteveis o qual pretendia potenciar o aproveitamento de recursos endoacutegenos aumentar a eficiecircncia

energeacutetica e modernizar tecnologicamente o sistema energeacutetico nacional [22]

Em 2007 o Decreto-Lei nordm 3632007 de 2 de novembro veio simplificar o regime de licenci-

amento e o regime de faturaccedilatildeo dos sistemas de microproduccedilatildeo de eletricidade anteriormente exis-

tentes visto estes natildeo terem atingido a adesatildeo pretendida com o Decreto-Lei nordm682002 de 25 de

marccedilo Foi criado o Sistema de Registo de Microproduccedilatildeo (SRM) que constitui uma plataforma

eletroacutenica de interaccedilatildeo com os produtores no qual todo o relacionamento com a Administraccedilatildeo

necessaacuterio para exercer a atividade de microprodutor poderia ser realizado O mesmo decreto-lei

criou tambeacutem dois regimes de renumeraccedilatildeo o regime bonificado e o geral O primeiro apenas

aplicaacutevel a fontes de energia renovaacuteveis e o segundo para a generalidade das instalaccedilotildees

O regime bonificado era apenas aplicado agraves unidades de produccedilatildeo com potecircncia de ligaccedilatildeo ateacute

368 kW onde para cada produtor era definida uma tarifa uacutenica aplicaacutevel agrave energia produzida no

ano da instalaccedilatildeo e nos cinco anos civis imediatos em que para os primeiros 10 MW de potecircncia

de ligaccedilatildeo registados a niacutevel nacional a tarifa de referecircncia era de 650 eMWh Por cada 10 MW

adicionais de potecircncia de ligaccedilatildeo registada a niacutevel nacional a tarifa uacutenica aplicaacutevel era sucessi-

vamente reduzida de 5 Esta tarifa era aplicada em diferentes percentagens mediante o tipo de

energia renovaacutevel utilizada As taxas do regime bonificado representavam o principal estiacutemulo agrave

adesatildeo a estes sistemas [23]

27

28 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

42 Atual Legislaccedilatildeo

O modelo implementado pelo decreto-lei nordm 3632007 de 2 novembro tornou-se insustentaacute-

vel O nuacutemero de novas instalaccedilotildees sofreu um decreacutescimo acentuado depois da grande procura

inicial A constante evoluccedilatildeo da tecnologia fotovoltaica proporcionava uma capacidade de desen-

volver projetos a um menor custo o que naturalmente levou as entidades competentes a reformu-

larem a renumeraccedilatildeo da energia proveniente das unidades de produccedilatildeo Assim apesar do custo

de instalaccedilatildeo de unidades de produccedilatildeo apresentarem um valor mais baixo o decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees era relevante justificado pelo teacutermino do regime bonificado

Assim surgiu o decreto-lei nordm 1532014 de 20 de outubro que define o regime de produccedilatildeo

descentralizada Com o novo decreto-lei a miniproduccedilatildeo e microproduccedilatildeo passaram a beneficiar

de um enquadramento legal uacutenico Assim sendo o novo regime de produccedilatildeo descentralizada estaacute

definido em duas vertentes o Autoconsumo (UPAC) e a pequena produccedilatildeo (UPP)

O regime de pequena produccedilatildeo permite ao produtor vender a totalidade da energia eleacutetrica agrave

RESP proveniente apenas de energias renovaacuteveis baseada em uma soacute tecnologia e cuja potecircncia

de ligaccedilatildeo agrave rede natildeo ultrapasse os 250 kW com tarifa atribuiacuteda obtida atraveacutes de um modelo de

licitaccedilatildeo

Por sua vez o regime de autoconsumo destina-se essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade

com a finalidade de satisfazer energeticamente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo

agrave RESP para venda do excedente de energia evitando desperdiacutecios a 90 do preccedilo de mercado

Com esta nova legislaccedilatildeo o produtor beneficia quando a unidade de produccedilatildeo eacute dimensionada

e adequada de acordo com as suas necessidades proacuteprias de consumo

A niacutevel de condiccedilotildees de acesso para quem pretende instalar uma UPAC este decreto-lei apa-

rece numa forma menos burocraacutetica resultando numa maior simplicidade para potenciais inte-

ressados As novas condiccedilotildees de acesso preveem uma mera comunicaccedilatildeo preacutevia de exploraccedilatildeo

dirigida agrave Direccedilatildeo-Geral de Energia e Geologia (DGEG) atraveacutes do SERUP sem necessidade de

efetuar registo para instalaccedilotildees com potecircncia instalada superior a 200 W e inferior a 15 kW ou

cuja instalaccedilatildeo eleacutetrica natildeo se encontre ligada agrave RESP UPACrsquos cuja potecircncia instalada seja igual

ou inferior a 200 W estaacute liberta de qualquer tipo de comunicaccedilatildeo Tratando-se de uma UPAC cuja

potecircncia instalada seja superior a 1 MW a sua instalaccedilatildeo requer licenccedila de exploraccedilatildeo e licenccedila

de produccedilatildeo

Qualquer instalaccedilatildeo que tencione fornecer energia eleacutetrica natildeo consumida na instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo e cuja potecircncia seja inferior a 15 kW carece de registo preacutevio e obtenccedilatildeo de

certificado de exploraccedilatildeo [11]

42 Atual Legislaccedilatildeo 29

Tabela 41 Anaacutelise sumaacuteria dos principais requisitos exigidos agraves UPAC

421 Requisitos para o acesso ao registo

Para proceder ao registo de uma UPAC os potenciais utilizadores devem preencher cumulati-

vamente os seguintes requisitos

bull Dispor de uma instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica e caso a instalaccedilatildeo se encon-

tre ligada agrave RESP dispor de um contrato de fornecimento de energia celebrado com um

comercializador de energia

bull A potecircncia instalada da UPAC natildeo ser superior a duas vezes a potecircncia de ligaccedilatildeo

Sempre que a instalaccedilatildeo eleacutetrica se encontrar ligada agrave RESP o promotor deve averiguar todas

as condiccedilotildees teacutecnicas de ligaccedilatildeo no local salvaguardando os limites e condiccedilotildees teacutecnicas estabe-

lecidos no Regulamento da Qualidade de Serviccedilo e no Regulamento Teacutecnico e de Qualidade

422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo

O procedimento para o registo das unidades de produccedilatildeo com potecircncia instalada superior a 15

kW bem como as UPAC com potecircncia instalada menor ou igual a 15 kW e com ligaccedilatildeo agrave RESP e

para as instalaccedilotildees sem ligaccedilatildeo agrave RESP que utilizem fontes de energia renovaacutevel e que pretendam

transacionar garantias de origem inicia-se com a formulaccedilatildeo do pedido ao SERUP

O registo torna-se definitivo com a emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo que eacute emitido ao

titular apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e a verificaccedilatildeo da sua conformidade O procedimento de obtenccedilatildeo

do registo e das licenccedilas de exploraccedilatildeo e produccedilatildeo seraacute aprovado por portaria do membro do

Governo responsaacutevel pela aacuterea de energia

O certificado de exploraccedilatildeo eacute emitido apoacutes a instalaccedilatildeo da UP e teacutermino dos procedimentos de

inspeccedilatildeo ou reinspecccedilatildeo

30 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

423 Direitos e Deveres do Produtor

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

direito de

bull Estabelecer uma UPAC por cada instalaccedilatildeo eleacutetrica de utilizaccedilatildeo recorrendo a qualquer

fonte de energia renovaacutevel ou natildeo renovaacutevel podendo autoconsumir essa mesma energia

produzida

bull Exportar eventuais excedentes de eletricidade gerada para a RESP

bull Celebrar contrato de venda da eletricidade proveniente da UPAC natildeo consumida

bull Solicitar a emissatildeo de Garantias de Origem agrave Entidade Emissora de Garantias de Origem

relativas agrave eletricidade produzida na UPAC e autoconsumida proveniente de fontes renovaacute-

veis

No exerciacutecio da atividade de produccedilatildeo de eletricidade para autoconsumo o produtor tecircm o

dever de

bull Suportar os custos de ligaccedilatildeo agrave RESP

bull Suportar o custo associado aos contadores que medem o total de eletricidade produzida pela

UPAC bem como o total da eletricidade injetada na RESP quando a instalaccedilatildeo se encontra

ligada agrave rede e a potecircncia instalada eacute superior a 15 kW ou quando a potecircncia instalada eacute

inferior a 15 kW e pretenda fornecer a energia eleacutetrica natildeo consumida

bull Pagar a compensaccedilatildeo devida pela UPAC quando assim eacute requerido e necessaacuterio

bull Dimensionar a UPAC de forma a aproximar a produccedilatildeo com o consumo da instalaccedilatildeo eleacute-

trica de utilizaccedilatildeo

bull Fornecer agrave Direccedilatildeo Geral de Energia e Geologia (DGEG) todas as informaccedilotildees e dados

teacutecnicos da instalaccedilatildeo e permitir e facilitar o acesso aos seus teacutecnicos do CUR e do operador

de rede

bull Celebrar contrato de seguro de responsabilidade civil com capital miacutenimo a definir por Por-

taria do Governo

bull Assegurar a certificaccedilatildeo dos equipamentos de produccedilatildeo

424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo

Se a potecircncia instalada numa UPAC for superior a 15 kW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo associada

se encontre ligada agrave RESP a contagem de eletricidade eacute obrigatoacuteria e feita por telecontagem

Sempre que a energia proveniente de uma UPAC tenha origem em fonte de energia renovaacutevel a

capacidade instalada nesta unidade natildeo ultrapasse 1 MW e a instalaccedilatildeo de utilizaccedilatildeo se encontre

42 Atual Legislaccedilatildeo 31

ligada agrave RESP eacute possiacutevel realizar com o CUR um contrato de venda dos excedentes produzidos

pela UPAC O valor pago ao produtor pela energia liacutequida injetada na RESP eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 41

RUPACm = E f ornecidam timesOMIEm times09 (41)

Onde

bull RUPACm ndash Remuneraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

bull E f ornecidam ndash A energia fornecida no mecircs lsquomrsquo em kWh

bull OMIEm ndash Valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal (mercado diaacuterio) relativos ao mecircs lsquomrsquo

em ekWh

bull m ndash Mecircs a que se refere a contagem da eletricidade fornecida agrave RESP

O valor 09 corresponde a uma reduccedilatildeo de 10 feita agrave energia fornecida para colmatar os

custos de injeccedilatildeo

425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos

As UPAC com potecircncia instalada superior a 15 kW e cuja sua instalaccedilatildeo estaacute ligada agrave RESP

estatildeo sujeitas ao pagamento de uma compensaccedilatildeo mensal fixa nos primeiros 10 anos apoacutes obten-

ccedilatildeo do certificado de exploraccedilatildeo e eacute calculada de acordo com a expressatildeo 42

CUPACm = PUPAC timesVCIEGt timesKt (42)

Onde

bull CUPACm ndash A compensaccedilatildeo paga no mecircs m por cada kW de potecircncia instalada que permita

recuperar uma parcela dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacutetica de sustenta-

bilidade ou de interesse econoacutemico geral (CIEG) na tarifa de uso global do sistema relativa

ao regime de produccedilatildeo de eletricidade em autoconsumo

bull PUPAC ndash Valor da potecircncia instalada da UPAC

bull VCIEGt ndash Valor que permite recuperar os CIEG da respetiva UPAC medido em C por kW

apurado no ano t tabela 42

bull Kt ndash Coeficiente de ponderaccedilatildeo entre os 0 e 50 a aplicar ao VCIEGt tendo em conside-

raccedilatildeo a representatividade da potecircncia total registada das UPAC no SEN no ano t

32 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Tabela 42 Valor associado agrave recuperaccedilatildeo dos custos decorrentes de medidas de poliacutetica energeacute-tica de sustentabilidade ou de interesse econoacutemico geral em 2015 [10]

Tabela 43 Valores do coeficiente de ponderaccedilatildeo laquoKtraquo [11]

O VCIEGt referido anteriormente eacute calculado com base na equaccedilatildeo 43

VCIEGt =2

sumn=2

(CIEGPi(tminusn))times

13+

2

sumn=2

(CIEGeih(tminusn))times

13times 1500

12(43)

Onde

bull CiegPi ndash Corresponde ao somatoacuterio do valor das parcelas ldquoirdquo do CIEG medido em ekW

bull Ciegeih ndash Corresponde ao somatoacuterio da meacutedia aritmeacutetica simples do valor para diferentes

periacuteodos horaacuterios ldquohrdquo de cada uma das parcelas ldquoirdquo dos CIEG medido em ekWh

bull h - Corresponde ao periacuteodo horaacuterio de entrega de energia eleacutetrica aos clientes finais

bull t - Representa o ano de emissatildeo do certificado de exploraccedilatildeo da UPAC

426 Taxas

Satildeo pagas taxas pelo pedido de registo da UP por alteraccedilotildees a esse registo e ainda por inspe-

ccedilotildees perioacutedicas e reinspecccedilotildees O Governo define os montantes das taxas e o modo de pagamento

O valor das taxas pode ser atualizado anualmente com base na evoluccedilatildeo do iacutendice de preccedilos ao

consumidor

As taxas atualmente em vigor devidas no acircmbito do Decreto-Lei nordm 1532014 de 20 de

outubro satildeo as seguintes [24]

42 Atual Legislaccedilatildeo 33

bull Taxa para registo da UPP e da UPAC com injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada ateacute 15 kW mdash C 30

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 100

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 250

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 500

ndash Com potecircncia instalada de 250 kW a 1 MW mdash C 750

bull Taxa para registo da UPAC sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede

ndash Com potecircncia instalada de 15 kW a 5 kW mdash C 70

ndash Com potecircncia instalada de 5 kW a 100 kW mdash C 175

ndash Com potecircncia instalada de 100 kW a 250 MW mdash C 300

ndash Com potecircncia instalada 250 kW a 1 MW mdash C 500

bull Taxa de reinspeccedilatildeo mdash 30 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa de inspeccedilatildeo perioacutedica mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que natildeo careccedila de certificado de exploraccedilatildeo

de UP sem injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 20 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

bull Taxa para averbamento de alteraccedilatildeo ao registo que careccedila de certificado de exploraccedilatildeo de

UP com injeccedilatildeo de potecircncia na rede mdash 40 do valor da taxa aplicaacutevel ao registo

427 Fiscalizaccedilatildeo

As UP satildeo sujeitas a fiscalizaccedilatildeo por parte da DGEG ou por teacutecnicos especializados solicitados

por estes e tem como finalidade verificar a conformidade da UP com o disposto no Decreto-Lei

nordm1532014 e com o Regulamento Teacutecnico e de Qualidade As UP com PI gt 15 kW satildeo sujeitas a

inspeccedilotildees perioacutedicas de 10 em 10 anos quando a potecircncia seja inferior a 1 MW e de 6 em 6 anos

nos restantes casos

Caso existam contraordenaccedilotildees as coimas podem ir dos 100C a 3700C ou dos 250C a 4800C

caso o produtor seja uma pessoa singular ou coletiva respetivamente

428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias

As instalaccedilotildees para autoconsumo que se encontravam em exploraccedilatildeo ao abrigo do Regula-

mento de Licenccedilas para Instalaccedilotildees Eleacutetricas (RLIE) ou ao abrigo da Portaria nordm 2372013 de 24

de julho passaram a reger-se pelo Decreto-Lei nordm 1532014

34 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

43 Poliacuteticas Europeias

Integrado na estrateacutegia proposta pela Comissatildeo Europeia Energy Union encontra-se o obje-

tivo de colocar os consumidores no centro da poliacutetica energeacutetica da UE Esta estrateacutegia parte por

incentivar os consumidores a tomarem uma atitude proacute-ativa na implementaccedilatildeo de novas tecnolo-

gias para beneficiar economicamente na suas faturas eleacutetricas e participar ativamente no mercado

energeacutetico

Ao mesmo tempo a implementaccedilatildeo da Energy Union requer uma transformaccedilatildeo fundamental

do sistema energeacutetico da Europa Esta transformaccedilatildeo eacute apoiada nas energias renovaacuteveis pois estas

contribuem para alcanccedilar os objetivos desta estrateacutegia nomeadamente a reduccedilatildeo das emissotildees de

gases de efeitos de estufa o desenvolvimento industrial que leva agrave criaccedilatildeo de postos de trabalho e

a diminuiccedilatildeo do custo de energia na Uniatildeo Europeia

A produccedilatildeo descentralizada atraveacutes de energias renovaacuteveis que tem como objetivo o autocon-

sumo pode implicar excesso de produccedilatildeo e consequentemente injeccedilatildeo na rede Este excesso de

produccedilatildeo deve ser valorizado Para tal satildeo criados mecanismos em consideraccedilatildeo a este facto

A Alemanha paiacutes pioneiro na implementaccedilatildeo deste tipo de sistemas aplicou entre 2009 e

2012 um tarifa premium aplicada a sistemas ateacute 500 kW Esta tarifa eacute habitualmente designada

por tarifa feed-in Este mecanismo consiste no estabelecimento de uma tarifa de venda da energia

proveniente de fontes renovaacuteveis acima da tarifa de mercado A raacutepida diminuiccedilatildeo do custo de

geraccedilatildeo de energia fotovoltaica e o aumento das instalaccedilotildees tornou este mecanismo insustentaacutevel

levando ao seu abandono por parte do governo Alematildeo Paiacuteses como a Itaacutelia e o Reino Unido

tambeacutem adotaram mecanismos semelhantes ao da Alemanha

O net metering mecanismo muito comum na Europa passa pela criaccedilatildeo de um lsquosaldo po-

sitivorsquo de energia eleacutetrica proveniente dos excedentes de energia produzida injetados na rede

usado para abater o consumo e consequentemente reduzir a fatura eleacutetrica Alguns paiacuteses como a

Beacutelgica Dinamarca Poloacutenia e Holanda tecircm optado por mecanismos net-metering Mecanismos

de autoconsumo foram recentemente promovidos em vaacuterios paiacuteses da Europa Apesar do obje-

tivo comum produccedilatildeo de eletricidade para satisfazer o consumo proacuteprio (prosumers) natildeo existe

uniformidade neste tipo de legislaccedilatildeo podendo estas poliacuteticas ser distintas consoante o paiacutes

O autoconsumo encontra-se atualmente em vigor em Portugal e paiacuteses como a Alemanha

Aacuteustria Croaacutecia Finlacircndia Itaacutelia Reino Unido entre outros

Esta diversidade de mecanismos na Europa deve-se a fatores como o custo de eletricidade

muito baixo e sistemas de renovaacuteveis natildeo competitivos em alguns paiacuteses e ateacute agrave inexistecircncia de

uma legislaccedilatildeo complexa [7 25]

44 Conclusotildees 35

Figura 41 Visatildeo geral do esquemas de autoconsumo e net-metering na Europa [7]

44 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi feita uma retrospetiva da legislaccedilatildeo envolvente ao autoconsumo

e agrave produccedilatildeo distribuiacuteda desde o ano 2002 de forma a perceber as suas alteraccedilotildees e facilitar o

enquadramento na atual legislaccedilatildeo

Assim elaborou-se a anaacutelise do novo modelo de regime de produccedilatildeo descentralizada definido

pelo Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro Nesta anaacutelise constam as condiccedilotildees de acesso e

exerciacutecio das atividades de produccedilatildeo para autoconsumo (onde estatildeo incluiacutedos os direitos e deveres

do produtor) as vicissitudes da atividade de produccedilatildeo para autoconsumo (que integram os criteacuterios

de remuneraccedilatildeo da energia proveniente das UPAC e compensaccedilatildeo das mesmas) taxas fiscalizaccedilatildeo

e ainda disposiccedilotildees transitoacuterias

Ainda neste capiacutetulo foi abordado de uma forma simplista as poliacuteticas europeias adotadas por

alguns paiacuteses referentes agrave produccedilatildeo descentralizada e estrateacutegias adotadas pela Uniatildeo Europeia

para a reformulaccedilatildeo do sistema energeacutetico Europeu

36 Legislaccedilatildeo Autoconsumo

Capiacutetulo 5

Metodologia e Casos de Estudo

Neste capiacutetulo eacute descrito todo o tratamento concedido aos dados utilizados sendo indicadas

as carateriacutesticas dos vaacuterios tipos de consumidores e dos sistemas de produccedilatildeo

Ainda neste capiacutetulo apresenta-se os casos de estudo considerados e a metodologia adotada

para a anaacutelise e comparaccedilatildeo dos resultados obtidos

Por uacuteltimo satildeo criados cenaacuterios comparativos para explicar de forma minuciosa detalhada e

rigorosa as conclusotildees alcanccediladas acerca do estudo em questatildeo

51 Perfis de Consumo

Para o estudo da viabilidade econoacutemica de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa

habitaccedilatildeo eacute fundamental a existecircncia de registos de consumos para adequar o sistema agraves suas

necessidades

A diretiva nordm 22015 ao abrigo do Regulamento do Acesso agraves Redes e agraves Interligaccedilotildees (RARI)

aprovado pelo Regulamento nordm 5602014 de 22 de dezembro e o Regulamento de Relaccedilotildees Co-

merciais (RRC) aprovado pelo Regulamento nordm 5612014 de 22 de dezembro prevecirc a aprovaccedilatildeo

por parte da ERSE de perfis de perdas nas redes eleacutetricas perfis de produccedilatildeo e perfis de consumo

na sequecircncia de propostas devidamente fundamentadas pelos operadores de rede

O RRC prevecirc a aplicaccedilatildeo de perfis de consumo a todos os clientes finais que natildeo dispotildeem de

equipamento de mediccedilatildeo com registo de consumos em periacuteodos de 15 minutos

A estimaccedilatildeo destes consumos eacute feita atraveacutes dos equipamentos de mediccedilatildeo dos clientes finais

ou obtidos por estimativa

Estes perfis resultam de campanhas de mediccedilatildeo informaccedilatildeo comercial com dados de fatu-

raccedilatildeo informaccedilatildeo recolhida atraveacutes de sistemas de telecontagem e de dados acerca do balanccedilo

energeacutetico [26]

Em algumas opccedilotildees tarifaacuterias nomeadamente BTE e BTN e em resultado do tipo de conta-

dores aplicaacuteveis a cada caso as quantidades de energia ativa entregues a todos os clientes natildeo se

encontram discriminadas com a informaccedilatildeo suficiente para o caacutelculo das tarifas

37

38 Metodologia e Casos de Estudo

Em resultado desta realidade satildeo utilizados diagramas de carga tipo representativos dos perfis

de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e opccedilatildeo tarifaacuteria para a obtenccedilatildeo das

quantidades a considerar no caacutelculo dos custos de energia

Na diretiva nordm 52014 de 16 de janeiro foram aprovados trecircs perfis de consumo para as

instalaccedilotildees BTN com a seguinte segmentaccedilatildeo [8]

Tabela 51 Perfis de consumo para as instalaccedilotildees BTN [8]

Os seguintes graacuteficos analisam o consumo de duas semanas distintas do ano considerando o

periacuteodo huacutemido e o periacuteodo seco

Figura 51 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN A

51 Perfis de Consumo 39

Figura 52 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN B

Figura 53 Perfis de consumo de duas semanas distintas do ano classe BTN C

Analisando os graacuteficos das figuras 51 52 e 53 eacute possiacutevel observar as diferenccedilas no com-

portamento do consumo entre o periacuteodo seco e huacutemido conforme se trata da classe A aplicaacutevel

maioritariamente a clientes com um consumo profissional da classe B aplicaacutevel a consumos resi-

denciais ainda que possam estar incluiacutedos pequenos clientes empresariais e da classe C aplicaacutevel

a clientes residenciais

Nos casos de estudo seratildeo usados apenas perfis de consumo da classe C

40 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 54 Perfil de consumo por mecircs da classe B

O perfil de consumo de classe B graacutefico da figura 54 carateriza-se por maiores consumos nos

meses de janeiro fevereiro novembro e dezembro e por consumos quase constantes nos restantes

meses No entanto natildeo eacute o uacutenico ponto que se destaca neste perfil de consumo Atraveacutes de uma

anaacutelise diaacuteria efetuando uma meacutedia anual por dia da semana conclui-se que o domingo representa

uma quebra de consumo significativa graacutefico da figura 55 Como foi dito anteriormente a classe

B aplica-se tambeacutem a pequenos clientes empresariais clientes estes que na maioria dos casos natildeo

tecircm a mesma necessidade energeacutetica aos domingos o que explica esta queda de consumo

Figura 55 Perfil de consumo por dia da semana da classe B

51 Perfis de Consumo 41

O perfil de consumo de classe C graacutefico da figura 56 comporta-se de uma forma anaacuteloga com

o perfil de consumo de classe B no que diz respeito aos meses de maior e menor consumo Neste

perfil os maiores consumos estatildeo presentes nos meses mais huacutemidos e frios tal como no perfil de

consumo de classe B respetivamente janeiro fevereiro novembro e dezembro Jaacute nos restantes

meses periacuteodo seco e mais quente o consumo eacute sensivelmente metade dos meses mais huacutemidos

Esta diferenccedila abrupta deve-se principalmente ao facto de menor horas de luz e o aumento do

uso de sistemas de climatizaccedilatildeo domeacutesticos durante os meses mais huacutemidos

Figura 56 Perfil de consumo por mecircs da classe C

Tratando-se de um perfil de consumo residencial eacute de esperar um maior consumo durante o

fim-de-semana Tal eacute confirmado no graacutefico da figura 57

42 Metodologia e Casos de Estudo

Figura 57 Perfil de consumo por dia da semana da classe C

52 Perfil do Consumidor

Durante as simulaccedilotildees apenas seratildeo analisados clientes com potecircncia contratada de 69 kVA e

1035 kVA com tarifa simples e bi-horaacuteria A escolha destes paracircmetros tiveram em consideraccedilatildeo

a distribuiccedilatildeo de clientes no mercado liberalizado por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia

para BTN le 207 kVA e a distribuiccedilatildeo de clientes finais do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo

de potecircncia para BTN le 207 kVA disponibilizadas pela ERSE

Figura 58 Distribuiccedilatildeo de clientes do CUR por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

52 Perfil do Consumidor 43

Figura 59 Distribuiccedilatildeo de clientes do ML por opccedilatildeo tarifaacuteria e por escalatildeo de potecircncia [8]

Verifica-se atraveacutes da anaacutelise dos graacuteficos das figuras 58 e 59 que o escalatildeo de 345 kVA eacute

predominante na tarifa simples e na tarifa bi-horaacuteria em ambos os casos No entanto este escalatildeo

vai ser descartado das simulaccedilotildees A exclusatildeo deste escalatildeo eacute baseada nos baixos e quase cons-

tantes consumos diaacuterios que normalmente os clientes com esta potecircncia contratada apresentam

anualmente Normalmente nas horas fora do vazio horas de maior produccedilatildeo fotovoltaica estes

clientes apresentam um consumo muito baixo o que pode influenciar a viabilidade econoacutemica

de uma instalaccedilatildeo adequada a estas condiccedilotildees Assim a anaacutelise da instalaccedilatildeo de um sistema de

autoconsumo fotovoltaico para esta potecircncia contratada natildeo foi estudada

Os escalotildees de 69 kVA e 1035 kVA satildeo os predominantes em ambas as tarifas e consequen-

temente os escolhidos para os casos de estudo

521 Perfil de Carga dos Consumidores

Os perfis de carga anuais dos consumidores foram criados a partir dos perfis de consumo BTN

da ERSE de 2015 e de uma base de dados de valores de consumos anuais reais de consumidores

que se disponibilizaram a facultar os seus dados

Os perfis de consumo publicados pela ERSE servem de base para o caacutelculo dos perfis de

consumo dos consumidores discriminados por periacuteodos de 15 minutos Os perfis de consumo

disponibilizados pela ERSE satildeo normalizados correspondendo a soma de todos os valores de 15

minutos para o ano a que reporta a um valor igual a 1000

Perante a base de dados foram selecionados trecircs valores distintos para cada conjugaccedilatildeo de

potecircncia contratada e tarifa nomeadamente valor elevado valor meacutedio e valor baixo (tabela 52)

Desta forma eacute abraccedilada uma maior variedade de tipo de consumidores em cada conjugaccedilatildeo Para

obter o consumo a cada 15 minutos do consumidor em estudo eacute usada a expressatildeo 51

44 Metodologia e Casos de Estudo

PCconsumidor = Per f ilBT Nx timesConsumoAnual (51)

Tabela 52 Valores de consumos anuais reais selecionados

53 Perfis de Produccedilatildeo

Os perfis de produccedilatildeo fotovoltaica utilizados nas simulaccedilotildees satildeo obtidos atraveacutes do software

PVSyst 639 Todos os perfis de produccedilatildeo provecircm de um ajuste adequado da UPAC perante o

perfil de consumo em questatildeo Como eacute devido para cada caso eacute ajustada a potecircncia da UPAC

para evitar injeccedilatildeo na RESP Para tal satildeo utilizados os meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

(junho julho e agosto) figura 510 e 511 para determinar a potecircncia fotovoltaica a instalar

Devido agrave utilizaccedilatildeo de uma versatildeo trial do software PVSyst 639 a base de dados da radiaccedilatildeo

solar eacute referente ao ano de 1990 Apesar da distacircncia temporal apresentar um valor elevado 25

anos as alteraccedilotildees satildeo miacutenimas natildeo influenciando de forma significativa os resultados obtidos

nas simulaccedilotildees

53 Perfis de Produccedilatildeo 45

Figura 510 Perfil de produccedilatildeo fotovoltaica obtido atraveacutes do software PVSyst 639

Como se pode observar as perdas satildeo diretamente proporcionais agrave energia produzida pelos paineacuteis

ou seja as perdas satildeo maiores nos meses de maior produccedilatildeo fotovoltaica

Figura 511 Comparaccedilatildeo da produccedilatildeo fotovoltaica entre junho e dezembro

46 Metodologia e Casos de Estudo

54 Tarifas

Um dos objetivos desta dissertaccedilatildeo eacute o estudo das repercussotildees que o autoconsumo pode

provocar nos valores da fatura eleacutetrica do cliente Assim foi necessaacuterio estudar as tarifas que satildeo

aplicadas e compreender os seus ciclos horaacuterios

Tabela 53 Valores a pagar por potecircncia contratada

Tabela 54 Tarifas e preccedilos da energia eleacutetrica em 2015

Para consumidores BTN apenas a potecircncia contratada e a energia ativa satildeo cobradas enquanto

para outros consumidores por exemplo BTE tambeacutem a potecircncia nas horas de ponta e a energia

reativa satildeo cobradas

55 Casos de Estudo 47

Existem dois tipos de ciclos um diaacuterio em que os periacuteodos satildeo iguais em todos os dias do

ano e um semanal em que existe diferenccedila entre os dias uacuteteis (segunda a sexta) fim-de-semana

(saacutebado e domingo) e ainda entre a hora legal de inverno e veratildeo

Na presente dissertaccedilatildeo o ciclo escolhido foi o ciclo diaacuterio Como apenas seratildeo estudados

casos com tarifa simples e bi-horaacuteria podemos resumir este ciclo com suporte na tabela 55 em

apenas dois periacuteodos fora do vazio e vazio que compreendem o seguinte horaacuterio

bull Vazio 2200 h ndash 0800 h

bull Fora do vazio 0800h ndash 2200 h

Tabela 55 Ciclo diaacuterio para fornecimentos em BTE e BTN em Portugal Continental [12]

55 Casos de Estudo

De forma a compreender a que tipo de consumidor a implementaccedilatildeo de um sistema de auto-

consumo fotovoltaico pode ser mais proveitoso foram estudados vaacuterios casos Em todos os casos

satildeo considerados um consumo anual baixo meacutedio e alto perante a base de dados recolhida O

facto de serem usados trecircs consumos anuais distintos para cada caso permite abraccedilar um maior

leque de consumidores desde os que apresentam uma necessidade energeacutetica anual reduzida ateacute

os que apresentam necessidades energeacuteticas acima da meacutedia

Para tornar este estudo mais abrangente e para perceber como a rentabilidade de uma UPAC

fotovoltaica pode variar perante a sua localizaccedilatildeo todos os casos de estudo satildeo simulados para re-

giotildees distintas de Portugal nomeadamente Norte Centro e Sul mais precisamente Porto Lisboa

e Faro

Todos os casos seratildeo avaliados economicamente com e sem venda do excedente Assim foram

estudados os seguintes casos de estudo

bull Caso 1 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Simples

48 Metodologia e Casos de Estudo

bull Caso 2 - Potecircncia contratada de 69 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

bull Caso 3 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Simples

bull Caso 4 - Potecircncia contratada de 1035 kVA Tarifa Bi-Horaacuteria

56 Sistema Solar Fotovoltaico

Em 2013 um estudo elaborado pela IRENA International Renewable Energy Agency apre-

senta em termos de preccedilos meacutedios internacionais em 2012 para sistemas fotovoltaicos residenci-

ais de siliacutecio cristalino valores entre 17 eWp e 346 eWp [27]

O relatoacuterio por parte da Comissatildeo Europeia para o setor fotovoltaico em 2013 apresenta um

preccedilo meacutedio para sistemas fotovoltaicos residenciais com ligaccedilatildeo agrave rede de 1700 ekWp [28] A

mesma comissatildeo num relatoacuterio de 2014 determinou um custo meacutedio de 1400 ekWp [29]

Na Alemanha liacuteder europeu no setor fotovoltaico um estudo por parte da Fraunhofer ISE

aponta para valores entre os 1300ekWp e os 1800ekWp para sistemas fotovoltaicos residecircncias

com potecircncia instalada menor do que 10 kW [30]

Considerando todos os factos estudos e relatoacuterios apresentados anteriormente e tendo em

conta o desfasamento temporal da bibliografia analisada considerou-se toleraacutevel assumir um custo

de 1500 ekWp Neste custo estaacute contabilizado os custos inerentes agrave instalaccedilatildeo e todos os com-

ponentes necessaacuterios para a instalaccedilatildeo do sistema Este valor estaacute sujeito a IVA

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Finan-ceira

Apoacutes obtido o consumo anual do cliente em estudo em intervalos de quinze minutos durante

um ano eacute necessaacuterio ajustar a potecircncia instalada da UPAC para evitar excedentes de produccedilatildeo

Para tal e como jaacute foi referido anteriormente satildeo estudados os meses de maior produccedilatildeo foto-

voltaica (junho julho e agosto) para determinar qual a potecircncia a instalar adequada e alcanccedilar um

equiliacutebrio entre o consumo e produccedilatildeo figura 512

Contudo os dados da produccedilatildeo fotovoltaica obtidos atraveacutes do software PVSyst apresentam

intervalos de hora em hora Para uma melhor anaacutelise eacute efetuada uma correccedilatildeo destes dados para

intervalos de quinze minutos

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 49

Figura 512 Consumo vs Producatildeo (dia 18 de julho 2015)

Com estes dados atraveacutes das equaccedilotildees 52 e 53 eacute agora possiacutevel calcular a energia consumida

da rede e injetada na rede

ConsumoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]gt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(52)

In jecaoRedet = Se[(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano]lt 0(Consumot minusProducaot)timesperdas1ano

(53)

Onde

bull ConsumoRedet energia consumida da rede no momento t [kWh]

bull In jecaoRedet energia injetada na rede no barramento t [kWh]

bull Consumot energia consumida pelo consumidor no momento t [kWh]

bull Producaot energia produzida pela UPAC no momento t [kWh]

bull perdas1ano perdas do painel no primeiro ano

Assim os seguintes resultados satildeo usados para determinar a quantidade de energia autocon-

sumida durante um ano e qual a sua contribuiccedilatildeo para as necessidades energeacuteticas em termos

percentuais Para tal eacute usada a expressatildeo 54

Contribuicao da UPAC[] =Energia Autoconsumida

Energia Autoconsumida+Energia consumida da rede(54)

50 Metodologia e Casos de Estudo

571 Anaacutelise Econoacutemica

Neste ponto seratildeo determinados valores de fatura com e sem produccedilatildeo fotovoltaica a remu-

neraccedilatildeo proveniente da injeccedilatildeo na rede e com base nestes resultados a poupanccedila mensal e anual

Todos os valores obtidos ao longo desta anaacutelise incluem IVA agrave taxa legal em vigor sempre que

sujeitos ao mesmo

Depois de analisados os dados de produccedilatildeo e consumo eacute aplicado um filtro de acordo com a

tarifa aplicada simples ou bi-horaacuteria para dispor os dados por horas de vazio e fora de vazio e

proceder ao caacutelculo da faturaccedilatildeo para cada intervalo de tempo e consequentemente determinar as

faturaccedilotildees mensais e anuais com e sem produccedilatildeo fotovoltaica No caacutelculo das faturaccedilotildees mensais

eacute incluiacutedo o valor mensal da potecircncia contratada tabela 53

De forma a cumprir os deveres dispostos no Decreto-Lei nordm 1532014 22 de outubro todas

as UPACrsquos foram dimensionadas de forma a achar um equiliacutebrio entre o que eacute consumido e o que

eacute produzido para evitar injeccedilatildeo de excedentes na rede No entanto seraacute sempre considerado o

estudo com injeccedilatildeo na rede e sem injeccedilatildeo na rede o que resulta em valores de poupanccedila distintos

As expressotildees usadas para o caacutelculo das faturaccedilotildees satildeo as 55 e 56

Faturacao SPVt =ConsumotFV timesTari f aFV +ConsumotV timesTari f aV (55)

Faturacao CPVt =ConsumoRedetFV timesTari f aFV +ConsumoRedetV timesTari f aV (56)

Onde

bull FaturacaoSPVt faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull FaturacaoCPVt faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no momento t [e]

bull ConsumotFV energia consumida no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumotV energia consumida no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo fora de vazio [ekWh]

bull Tari f aFV tarifa no periacuteodo de vazio [ekWh]

bull ConsumoRedetFV energia consumida da rede no periacuteodo fora de vazio no momento t [kWh]

bull ConsumoRedetV energia consumida da rede no periacuteodo de vazio no momento t [kWh]

Para determinar as reduccedilotildees a niacutevel de faturaccedilatildeo energeacutetica com a instalaccedilatildeo da UPAC eacute ainda

necessaacuterio determinar o valor da renumeraccedilatildeo proveniente do excedente de energia injetado na

rede equaccedilatildeo 42

Os valores de OMIE utilizados para o caacutelculo de RUPAC provecircm da tabela 56

57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira 51

Tabela 56 preccedilos do fecho do Operador do Mercado Ibeacuterico de Energia (OMIE) para Portugal(mercado diaacuterio)

O valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos de fecho do OMIE para Portugal

tomado para o mecircs de dezembro corresponde ao valor calculado no ano 2014 uma vez que agrave data

natildeo haacute registo deste valor

Assim as expressotildees para o caacutelculo da poupanccedila mensal com e sem injeccedilatildeo na rede satildeo cal-

culadas atraveacutes das expressotildees 57 e 58

Poupanca SIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm (57)

Poupanca CIn jecaom = Faturacao SPVm minusFaturacao CPVm +RUPACm (58)

Onde

bull Poupanca SIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo sem considerar injeccedilatildeo do excedente de ener-

gia [e]

bull Poupanca CIn jecaom poupanccedila no mecircs lsquomrsquo considerando injeccedilatildeo do excedente de energia

[e]

bull Faturacao SPVm faturaccedilatildeo sem produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull Faturacao CPVm faturaccedilatildeo com produccedilatildeo fotovoltaica no mecircs lsquomrsquo [e]

bull RUPACm renumeraccedilatildeo da eletricidade fornecida agrave RESP no mecircs lsquomrsquo em e

52 Metodologia e Casos de Estudo

572 Previsatildeo Econoacutemica

Considerando uma vida uacutetil de vinte e cinco anos para os paineacuteis fotovoltaicos a previsatildeo

econoacutemica eacute estudada exatamente para o mesmo periacuteodo de tempo No decorrer da anaacutelise satildeo

considerados diversos fatores que diretamente ou indiretamente tecircm um peso significativo nos

resultados obtidos ao longo dos anos Os fatores considerados satildeo os seguintes

Compensaccedilatildeo devida pelas UPAC

Apenas os sistemas UPAC ligados agrave RESP e com potecircncia superior a 15 kW satildeo sujeitos ao

pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN durante os primeiros dez anos de registo Todavia este soacute

se torna efetivo quando a potecircncia instalada das UPAC atingir 1 da potecircncia instalada do SEN

aproximadamente 188MW Nenhum dos casos se verifica para os casos de estudos apresentados

Conclui-se que este fator natildeo interfere de nenhuma forma na previsatildeo econoacutemica

Custos de Manutenccedilatildeo

Durante toda a anaacutelise econoacutemica os custos de manutenccedilatildeo natildeo satildeo considerados Tendo em

conta a tecnologia fotovoltaica atual que apresenta valores de garantia consideraacuteveis entre os 10 e

15 anos vida uacutetil entre os 20 e os 25 anos e a pequena dimensatildeo das UPAC em estudo os cuidados

a ter com a manutenccedilatildeo natildeo representam despesas significativas

Em termos de manutenccedilatildeo para uma rentabilidade maacutexima e uma minimizaccedilatildeo da degradaccedilatildeo

dos paineacuteis eacute essencial uma limpeza perioacutedica dos mesmos e evitar o sombreamento

Degradaccedilatildeo do Painel Fotovoltaico

A deterioraccedilatildeo natural dos paineacuteis fotovoltaicos tecircm um peso relevante ainda que indireto

na previsatildeo econoacutemica Todos os moacutedulos fotovoltaicos sofrem degradaccedilatildeo ao longo dos anos

sendo que o primeiro ano apresenta sempre uma maior percentagem Esta degradaccedilatildeo reflete-se

em perdas isto eacute num decreacutescimo do rendimento ao longo dos anos o que consequentemente

implica uma menor produccedilatildeo ao longo dos mesmos

Assim e perante diversas anaacutelises de diferentes moacutedulos fotovoltaicos considerou-se uma

perda de 25 aplicados nas expressotildees 52 e 53 para o primeiro ano e de 07 nos restantes

anos Com o incremento de 07 de perdas anuais conclui-se que ao fim de 25 anos os paineacuteis

58 Conclusotildees 53

apresentam um rendimento de 80

Inflaccedilatildeo do custo da eletricidade

Apoacutes uma anaacutelise histoacuterica das tarifas eleacutetricas aplicadas a clientes finais a sua constante evo-

luccedilatildeo torna-se evidente Esta mesma evoluccedilatildeo eacute ilustrada no graacutefico da figura 32 Face agraves notoacuterias

evoluccedilotildees de ano para ano e agrave meacutedia de evoluccedilatildeo ao longo do tempo em termos percentuais eacute con-

siderada uma taxa de inflaccedilatildeo anual de 3 A aplicaccedilatildeo desta taxa teraacute repercussotildees na previsatildeo

econoacutemica

5721 Caacutelculo dos valores TIR e VAL

Para uma correta anaacutelise da viabilidade econoacutemica e se perceber qual o retorno financeiro que

a instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo pode gerar eacute calculado

o VAL e o TIR a partir das estimativas do investimento inicial e futuros retornos (cashflows)

VAL =n

sumi=0

CFi

(1+ t)i (59)

Onde

bull CFi - Cash-Flow no ano i

bull t - Taxa de Desconto

O VAL pode assumir valores positivos negativos ou nulos Quando o valor eacute positivo a insta-

laccedilatildeo da UPAC eacute economicamente viaacutevel permite cobrir o investimento e ainda gerar excedentes

financeiros Se o valor for negativo a instalaccedilatildeo da UPAC natildeo eacute economicamente viaacutevel No caso

de o valor ser nulo o projeto eacute economicamente viaacutevel mas natildeo iraacute gerar excedentes financeiros

Para o caacutelculo do VAL atendendo agraves fontes bibliograacuteficas consultadas foi considerado um

custo de capital (WACC - Weighted Average Cost of Capital) ou taxa de desconto nominal de 4

[30ndash33]

Para uma melhor perceccedilatildeo da rentabilidade da instalaccedilatildeo do sistema de autoconsumo seraacute

sempre determinado o periacuteodo de recuperaccedilatildeo payback definido pelo tempo decorrido entre o

investimento inicial e o momento no qual o lucro liacutequido acumulado se iguala ao valor desse

investimento

58 Conclusotildees

Ao longo deste capiacutetulo foi descrita toda a metodologia usada para a anaacutelise dos casos de

estudo tambeacutem eles apresentados neste capiacutetulo

54 Metodologia e Casos de Estudo

Inicialmente eacute explicado de que forma eacute que os diagramas de carga tipo representativos dos

perfis de consumo do consumidor padratildeo em dado niacutevel de tensatildeo e potecircncia contratada disponi-

bilizados pela ERSE satildeo a base para a criaccedilatildeo dos perfis de carga dos consumidores Eacute tambeacutem

descrito qual o meacutetodo adotado para abraccedilar uma maior variedade de tipo de consumidores de

forma a consolidar o estudo

Para o estudo em questatildeo eacute necessaacuteria a existecircncia de perfis de produccedilatildeo fotovoltaica Estes

foram obtidos atraveacutes de simulaccedilotildees no software PVSyst 639 tendo sempre em atenccedilatildeo o ajuste

adequado da produccedilatildeo perante os perfis de consumo

No sentido de perceber quais as repercussotildees que a implementaccedilatildeo de uma UPAC pode ter nos

valores das faturas eleacutetricas dos clientes surgiu a necessidade de estudar as tarifas aplicadas aos

clientes e de que forma satildeo organizados os ciclos horaacuterios

Depois de apresentados os casos de estudo e considerados os pontos anteriores eacute feito o trata-

mento adequado dos dados obtidos de forma a estruturar uma base de resultados que torne exequiacute-

vel a anaacutelise econoacutemica Para uma correta anaacutelise econoacutemica e se perceber a viabilidade do in-

vestimento satildeo calculados o VAL e o TIR para cada simulaccedilatildeo dos casos de estudo Eacute necessaacuterio

salientar que para a possiacutevel realizaccedilatildeo deste estudo foi necessaacuterio pressupor alguns dados e valo-

res todos eles justificados neste capiacutetulo

Capiacutetulo 6

Anaacutelise de Resultados dos Casos deEstudo

Neste capiacutetulo satildeo analisados descritos e comparados os resultados obtidos nas trinta e seis

simulaccedilotildees resultantes dos quatro casos de estudo Pretende-se estudar a viabilidade para cada

caso e determinar qual ou quais os mais promissores

De forma a sintetizar os resultados obtidos optou-se por apresentar inicialmente de uma

forma sucinta e clara todos os resultados gerais e de maior interesse para a anaacutelise econoacutemica

de cada caso de estudo subdivididos pelas trecircs classes de consumo propostas anteriormente no-

meadamente valor baixo valor meacutedio e valor alto de energia anual

Posteriormente de forma a apresentar mais minuciosamente os resultados obtidos e para uma

melhor clarificaccedilatildeo das conclusotildees retiradas deste estudo satildeo analisados detalhadamente os resul-

tados obtidos de uma das simulaccedilotildees eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso

da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo e eacute

ainda escolhida a simulaccedilatildeo que apresenta mais excesso de produccedilatildeo para demonstrar qual a sua

influecircncia na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC com injeccedilatildeo dos excedentes de

produccedilatildeo na RESP

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Simples

Neste caso para todas as simulaccedilotildees eacute admitida a tarifa simples e uma potecircncia contratada de

69kVA Em todas as classes de consumo eacute feita uma comparaccedilatildeo dos resultados entre as regiotildees

do Porto Lisboa e Faro

55

56 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

611 Valor Baixo

Tabela 61 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

Figura 61 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Baixa

61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples 57

612 Valor Meacutedio

Tabela 62 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 62 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Meacutedia

58 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

613 Valor Alto

Tabela 63 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

Figura 63 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 1 Classe de Consumo Alta

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVATarifa Bi-Horaacuteria

O caso de estudo 2 sofre apenas uma alteraccedilatildeo em comparaccedilatildeo ao caso de estudo 1 Eacute mantida

a potecircncia contratada de 69kVA e alterado o regime de tarifa simples para tarifa bi-horaacuteria

62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 59

621 Valor Baixo

Tabela 64 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

Figura 64 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Baixa

60 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

622 Valor Meacutedio

Tabela 65 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 65 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Meacutedia

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 61

623 Valor Alto

Tabela 66 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

Figura 66 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo Alta

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Simples

Neste caso de estudo eacute considerada a potecircncia contratada de 1035kVA e a tarifa simples para

todas as simulaccedilotildees

62 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

631 Valor Baixo

Tabela 67 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

Figura 67 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Baixa

63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples 63

632 Valor Meacutedio

Tabela 68 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 68 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Meacutedia

64 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

633 Valor Alto

Tabela 69 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

Figura 69 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 3 Classe de Consumo Alta

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVATarifa Bi-Horaacuteria

Por uacuteltimo no quarto caso de estudo eacute mantida a potecircncia contratada de 1035kVA agrave seme-

lhanccedila do caso de estudo 3 e alterado o regime tarifaacuterio para bi-horaacuterio

64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria 65

641 Valor Baixo

Tabela 610 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

Figura 610 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Baixa

66 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

642 Valor Meacutedio

Tabela 611 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

Figura 611 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Meacutedia

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 67

643 Valor Alto

Tabela 612 Resultados da anaacutelise econoacutemica - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

Figura 612 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 4 Classe de Consumo Alta

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees

Para a elaboraccedilatildeo da anaacutelise detalhada foi escolhida umas das simulaccedilotildees inseridas no caso de

estudo 2 que reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Meacutedio) ndash 5600 kWh

bull Localidade - Lisboa

68 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

bull Potecircncia Instalada ndash 1kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 1845 e

Depois de ajustada a unidade de produccedilatildeo de autoconsumo fotovoltaica atraveacutes do software

PVSyst 639 consoante as necessidades de consumo anual em intervalos de 15 minutos e cal-

culada a energia consumida da rede equaccedilatildeo 52 e injetada na rede equaccedilatildeo 53 eacute calculada a

quantidade de energia autoconsumida e a contribuiccedilatildeo da UPAC para as necessidades energeacuteticas

anuais em termos percentuais

O relatoacuterio obtido atraveacutes do software PVSYst da simulaccedilatildeo em questatildeo encontra-se em anexo

A

Tabela 613 Produccedilotildees e consumos mensais no 1ordm ano

Em relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo mensal eacute possiacutevel constatar uma diferenccedila significativa entre os meses

de inverno e os meses de veratildeo onde os meses de veratildeo apresentam uma maior produccedilatildeo Este

resultado era o esperado jaacute que haacute mais horas de sol durante os meses de veratildeo

Neste caso dos 177164 kWh produzidos apenas 163625 kWh satildeo autoconsumidos sendo

os restantes 13539 kWh injetados na rede Com estes valores atraveacutes da expressatildeo 54 eacute possiacutevel

chegar ao valor de 2922 que representa a contribuiccedilatildeo por parte da UPAC para as necessidades

energeacuteticas do consumidor

Na tabela 614 satildeo apresentados os valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do

sistema de autoconsumo e respetiva poupanccedila para o primeiro ano

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 69

Tabela 614 Valores de faturaccedilatildeo por mecircs com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumoe respetiva poupanccedila para o primeiro ano

Mais uma vez podemos observar que os meses que apresentam maior poupanccedila satildeo os meses

de maior produccedilatildeo fotovoltaica que correspondem aos meses com mais horas de sol

Figura 613 Poupanccedila vs ProduccedilatildeoConsumo - Caso de Estudo 2 Classe de Consumo MeacutediaLisboa

O graacutefico da figura 613 relaciona a poupanccedila mensal em funccedilatildeo da produccedilatildeo e consumo

Conclui-se como seria de esperar que quanto menor o consumo e maior a produccedilatildeo maior eacute a

poupanccedila

Eacute com base na anaacutelise econoacutemica do primeiro ano anteriormente apresentada que eacute feita a

previsatildeo econoacutemica para os anos seguintes Esta previsatildeo eacute elaborada sempre em conformidade

com os pontos apresentados no capiacutetulo 5 no subcapiacutetulo 572 Previsatildeo Econoacutemica De seguida

eacute apresentada a tabela 615 com as previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

70 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 615 Previsotildees econoacutemicas ateacute o ano 2040

Como referido anteriormente natildeo foram incluiacutedos os custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo (OampM)

As ceacutelulas a verde representam os anos que os sistemas UPAC ligados a RESP estariam sujeitos

ao pagamento de uma compensaccedilatildeo ao SEN no entanto este pagamento natildeo se torna efetivo pois

natildeo se aplica agraves carateriacutesticas da UPAC instalada

65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees 71

Figura 614 Payback

Pelo graacutefico da figura 614 eacute possiacutevel observar que o tempo decorrido entre o investimento ini-

cial e o momento no qual a poupanccedila acumulada se iguala ao valor desse investimento eacute alcanccedilado

no quinto ano e que no vigeacutesimo quinto ano a poupanccedila total apresenta o valor de 1466759 e

Pode-se concluir que o periacuteodo de retorno de investimento inicial apresenta um valor satisfatoacuterio

perante a vida uacutetil do sistema

Figura 615 Comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a faturaccedilatildeo com e sem a contribui-ccedilatildeo do sistema de autoconsumo

O graacutefico da figura 615 representa uma comparaccedilatildeo da evoluccedilatildeo ao longo dos anos entre a

faturaccedilatildeo com e sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo Verifica-se que a evoluccedilatildeo da

faturaccedilatildeo sem a contribuiccedilatildeo do sistema de autoconsumo cresce mais rapidamente do que com

a contribuiccedilatildeo o que leva a concluir que a poupanccedila cresce ao longo dos anos Tal tambeacutem eacute

72 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

representado na tabela 615

Tendo em conta o investimento inicial de 1845 e e as estimativas de cash-flows ao longo dos

anos obteve-se os seguintes resultados

Tabela 616 Indicadores econoacutemicos da simulaccedilatildeo em questatildeo

Perante estes resultados eacute possiacutevel concluir que a implementaccedilatildeo do sistema de autoconsumo

fotovoltaico para este caso eacute economicamente viaacutevel uma vez que apresenta um VAL positivo

e uma TIR segundo os resultados obtidos a partir do excel superior agrave taxa de desconto Isto

significa que perante o resultado da TIR o projeto eacute economicamente viaacutevel porque eacute superior agrave

taxa de desconto assumida para o dinheiro investido inicialmente no projeto

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples ebi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instaladae consumo anual

Para a determinaccedilatildeo de qual a tarifa mais vantajosa simples ou bi-horaacuteria a aplicar quando

instalado um sistema de autoconsumo fotovoltaico foi considerada mais uma vez uma das simu-

laccedilotildees do caso de estudo 2 Este caso eacute dividido em duas situaccedilotildees distintas e reuacutenem as seguintes

carateriacutesticas

Tabela 617 Carateriacutesticas da Situaccedilatildeo 1 e da Situaccedilatildeo 2

Todo o meacutetodo envolvente no caacutelculo da anaacutelise econoacutemica foi rigorosamente elaborado da

mesma forma para ambas as situaccedilotildees com a exceccedilatildeo obviamente da adequaccedilatildeo da tarifa para

cada situaccedilatildeo gerando os resultados apresentados de seguida

66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesmapotecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual 73

Situaccedilatildeo 1

Tabela 618 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 1

Situaccedilatildeo 2

Tabela 619 Faturaccedilatildeo Mensal da Situaccedilatildeo 2

Os resultados anteriormente apresentados referentes ao primeiro ano do estudo da anaacutelise

74 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

econoacutemica demonstram uma maior poupanccedila total na situaccedilatildeo 2 em que eacute aplicada a tarifa bi-

horaacuteria Visto que natildeo haacute alteraccedilotildees no valor do consumo anual ao longo dos anos uma vez que

este eacute considerado constante e que os valores de produccedilatildeo apenas sofrem alteraccedilotildees devido agrave

aplicaccedilatildeo da taxa de degradaccedilatildeo constante dos paineacuteis fotovoltaicos definida em 572 considera-

se que a taxa de contribuiccedilatildeo de energia proveniente da UPAC ao longo dos anos eacute igual em ambas

as situaccedilotildees Eacute de salvaguardar que esta taxa varia de ano para ano

Assim conclui-se que a diferenccedila da poupanccedila anual entre as duas situaccedilotildees apresentadas

resultam apenas da aplicaccedilatildeo de diferentes regimes tarifaacuterios Perante os dados citados em 54

Tarifas conclui-se que o valor da tarifa nas horas de vazio eacute inferior no regime bi-horaacuterio em

comparaccedilatildeo com o regime simples e que o valor da tarifa nas horas fora do vazio eacute superior

no regime bi-horaacuterio Apesar de este regime apresentar um valor de tarifa superior nas horas

fora de vazio este apresenta-se como a modalidade mais rentaacutevel para sistemas de autoconsumo

fotovoltaicos Isto adveacutem do facto de para o regime bi-horaacuterio nas horas fora do vazio onde

a tarifa eacute maior comparativamente com a do regime simples a produccedilatildeo e consequentemente a

taxa de autoconsumo (menor dependecircncia da rede eleacutetrica puacuteblica) tambeacutem o satildeo Desta forma o

ganho proveacutem da diferenccedila entre o preccedilo da tarifa nas horas de vazio periacuteodo onde a produccedilatildeo eacute

maioritariamente nula

Na perspetiva econoacutemica a longo prazo os resultados tambeacutem apresentam algumas diferenccedilas

Apesar destas diferenccedilas natildeo demonstrarem resultados muito diacutespares representam mais uma

prova da vantagem do uso da tarifa bi-horaacuteria para os sistemas de autoconsumo estudados como

se evidencia na tabela 620

Tabela 620 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de pro-duccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de umaUPAC

Para perceber qual a influecircncia econoacutemica que o excedente de produccedilatildeo pode ter quando in-

jetado na rede foi escolhida a simulaccedilatildeo em que este valor eacute mais alto Este cenaacuterio eacute parte

integrante do caso de estudo dois e reuacutene as seguintes carateriacutesticas

bull Potecircncia Contratada ndash 69kVA

bull Tarifa ndash Bi-Horaacuteria

bull Consumo anual (Valor Alto) ndash 7030 kWh

67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidadeeconoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC 75

bull Localidade ndash Faro

bull Produccedilatildeo excedente ndash 17894 kWh

bull Potecircncia Instalada ndash 125kW

bull Custo da Instalaccedilatildeo ndash 2306 e

Como afirmado anteriormente no capiacutetulo 5 o valor da potecircncia instalada por UPAC para cada

caso eacute ajustado perante as necessidades de consumo e de forma a evitar a injeccedilatildeo na rede Isto

resulta em valores de injeccedilatildeo baixos quando comparados aos valores de energia autoconsumida

No presente caso eacute injetado na rede 17894 kWh dos 2418 kWh produzidos pela UPAC sendo os

restantes autoconsumidos

O caacutelculo do valor da energia eleacutetrica fornecida agrave RESP pelo produtor eacute calculado de acordo

com a expressatildeo 42 o que implica a necessidade de conhecer a energia fornecida agrave rede puacuteblica

por mecircs e o valor resultante da meacutedia aritmeacutetica simples dos preccedilos do fecho do Operador do

Mercado Ibeacuterico de Energia para Portugal (mercado diaacuterio) por mecircs em ekWh (56)

Tabela 621 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Para este caso realccedilando mais um vez que eacute o caso em que existe mais injeccedilatildeo na rede o total

estimado da remuneraccedilatildeo para o primeiro ano eacute de apenas 816 e Sendo esta poupanccedila conside-

rada constante ao longo do estudo da viabilidade econoacutemica chegou-se aos seguintes resultados

76 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Tabela 622 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Ao fim de vinte e cinco anos a poupanccedila total quando aplicada a injeccedilatildeo na rede apresenta

um valor 204 e acima da poupanccedila total sem injeccedilatildeo na rede Esta diferenccedila resulta nos seguintes

valores

Tabela 623 Resultados econoacutemicos de ambas as situaccedilotildees

Eacute de realccedilar que haacute valores que natildeo foram considerados nesta anaacutelise como a taxa para o re-

gisto da UPAC com injeccedilatildeo de rede e os custos inerentes a alguns dos deveres que o produtor deve

cumprir perante o decreto de lei que estabelece o regime juriacutedico aplicaacutevel agrave produccedilatildeo de eletrici-

dade para autoconsumo Capiacutetulo 4 Tendo em conta todos os fatores apresentados a modalidade

de um sistema de autoconsumo fotovoltaico para uma habitaccedilatildeo domeacutestica comum com injeccedilatildeo

do excedente na RESP pode tornar-se desinteressante

68 Conclusotildees 77

68 Conclusotildees

No capiacutetulo VI satildeo apresentados todos os resultados relevantes para a anaacutelise da viabilidade

econoacutemica da instalaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico numa habitaccedilatildeo De forma

a filtrar excessos de informaccedilatildeo optou-se por apresentar os resultados de todas as simulaccedilotildees

organizados por caso de estudo e escala de consumo de uma forma simplista mas nunca descar-

tando resultados importante como o VAL TIR e Payback previsto Assim eacute possiacutevel tirar diversas

conclusotildees acerca da influecircncia que a localizaccedilatildeo tarifa e potecircncia contratada tecircm nos resultados

Ainda no presente capiacutetulo eacute elaborada uma anaacutelise de uma das simulaccedilotildees detalhando passos

e conclusotildees importantes para uma melhor compreensatildeo de como esta anaacutelise eacute executada

Por uacuteltimo satildeo feitas duas comparaccedilotildees para justificar mais adequadamente o impacto que a

escolha do regime tarifaacuterio simples ou bi-horaacuterio tem e qual a influecircncia que a venda do excedente

produzido pela UPAC pode desencadear a niacuteveis econoacutemicos

78 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo

Capiacutetulo 7

Conclusotildees e Trabalhos Futuros

71 Conclusotildees

A realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo permitiu reunir um conjunto de conclusotildees interessantes natildeo

soacute acerca do objetivo fulcral deste trabalho mas tambeacutem acerca de realidades que o circundam O

setor fotovoltaico tem demonstrado nos uacuteltimos anos um crescimento exponencial e jaacute representa

pelo menos 1 da procura mundial energeacutetica

Em Portugal num passado natildeo muito longiacutenquo os elevados custos de investimentos em sis-

temas fotovoltaicos eram acompanhados com a atribuiccedilatildeo de tarifas bonificadas A maturaccedilatildeo

da tecnologia fotovoltaica levou ao decreacutescimo do custo dos sistemas fotovoltaicos o que desen-

cadeou reduccedilotildees graduais das tarifas bonificadas e consequentemente um decreacutescimo de novas

instalaccedilotildees fotovoltaicas

Desta forma surge o Decreto-Lei nordm1532014 que define o regime de produccedilatildeo descentra-

lizada e que tem como um dos fundamentais objetivos a promoccedilatildeo do regime de autoconsumo

destinado essencialmente agrave produccedilatildeo de eletricidade com a finalidade de satisfazer energetica-

mente o proacuteprio consumo com a possibilidade de ligaccedilatildeo agrave RESP para venda do excedente de

energia A implementaccedilatildeo deste novo regime aparece como um possiacutevel impulsionador do cres-

cimento de instalaccedilotildees de produccedilatildeo descentralizada o que tambeacutem implica o possiacutevel crescimento

de instalaccedilotildees fotovoltaicas em Portugal

Portugal demonstra uma evoluccedilatildeo consideraacutevel no que diz respeito agrave produccedilatildeo de energia

proveniente de fontes renovaacuteveis A produccedilatildeo fotovoltaica tambeacutem faz parte deste crescimento

poreacutem ainda se encontra nas uacuteltimas posiccedilotildees de produccedilatildeo de energia atraveacutes de fontes renovaacute-

veis no nosso paiacutes Contudo visto que Portugal eacute um paiacutes com excelentes condiccedilotildees solares eacute

expectaacutevel uma forte aposta neste setor

Relativamente ao autoconsumo conclui-se que esta modalidade tem capacidade de prosperar

num futuro proacuteximo Nos dias de hoje a preocupaccedilatildeo com o meio ambiente e com a emissatildeo

de gases de efeito de estufa aliada agrave constante subida de preccedilo da eletricidade que se depara em

Portugal nos uacuteltimos anos e ao decreacutescimo dos custos relativos agrave geraccedilatildeo de energia proveniente

de fontes renovaacuteveis criaram estiacutemulos que despertam a sociedade e a levam a procurar este tipo

79

80 Conclusotildees e Trabalhos Futuros

de sistemas O autoconsumo apresenta inuacutemeras vantagens a niacutevel social econoacutemico e ambiental

como jaacute referido Ateacute a niacutevel poliacutetico o autoconsumo surge como uma vantagem visto ser um dos

maximizadores do aproveitamento de fontes de energia renovaacutevel tornando-se um ponto-chave

para o alcance das metas impostas pela Estrateacutegia Europa 2020 Mesmo carregando todas estas

vantagens haacute aspetos essencialmente conectados ao setor de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica que

geram barreiras entre o autoconsumo e o seu potencial desenvolvimento A ausecircncia de informa-

ccedilatildeo por parte do consumidor tambeacutem aparece como um fator diminutivo na instalaccedilatildeo de novos

sistemas de autoconsumo

Da anaacutelise da viabilidade econoacutemica tendo em conta todas os pressupostos econoacutemicos apli-

cados ao longo do estudo conclui-se que todos os casos de estudo e simulaccedilotildees neles inseridos

apresentam indicadores econoacutemicos bastante satisfatoacuterios o que torna o investimento num sistema

de autoconsumo fotovoltaico direcionado a habitaccedilotildees domeacutesticas viaacutevel

Constata-se ainda que a localizaccedilatildeo do sistema de autoconsumo acarreta consigo um peso sig-

nificativo nos resultados obtidos Apoacutes anaacutelise de todos os resultados conclui-se que os sistemas

mais a sul satildeo economicamente mais viaacuteveis Esta disparidade de valores resulta de niacuteveis de

irradiacircncia e horas de sol distintas perante a localizaccedilatildeo

Refira-se por fim que a tarifa bi-horaacuteria apresenta-se mais vantajosa que a tarifa simples e

que a venda do excedente de produccedilatildeo natildeo apresenta resultados vantajosos ou seja a injeccedilatildeo deve

ser evitada

72 Trabalhos Futuros

Terminado o presente trabalho e tendo em consideraccedilatildeo uma perspetiva do seu prossegui-

mento podem-se mencionar algumas sugestotildees para trabalhos futuros Para comeccedilar seria inte-

ressante alargar a anaacutelise econoacutemica ou seja considerar mais valores de potecircncias contratadas e

tarifas de forma a abraccedilar mais tipo de consumidores

O futuro chave na implementaccedilatildeo de um sistema de autoconsumo fotovoltaico recai sobre a

maximizaccedilatildeo do autoconsumo Para tal seria interessante implementar soluccedilotildees de monitorizaccedilatildeo

de produccedilatildeo e consumo que permitissem uma gestatildeo ativa de cargas Atraveacutes destes sistemas em

momentos em que a produccedilatildeo proveniente da UPAC fotovoltaica seja superior ao consumo eacute pos-

siacutevel por exemplo automatizar a ligaccedilatildeo de aquecedores e ar condicionado evitando a injeccedilatildeo na

rede Ainda no panorama da maximizaccedilatildeo do autoconsumo o uso de sistemas de armazenamento

para o armazenamento dos excedentes da energia produzida tambeacutem se apresenta como um aspeto

a considerar em estudos futuros

Concluindo a implementaccedilatildeo de um sistema hibrido sistemas que se baseiam na utilizaccedilatildeo

de mais de uma tecnologia para a produccedilatildeo de energia podendo ser essas tecnologias de produccedilatildeo

de energia provenientes de fontes renovaacuteveis ou natildeo pode apresentar resultados mais eficientes

Referecircncias

[1] IEA Snapshot of Global PV Markets 2014 pages 1ndash16 2015 URLhttpwwwiea-pvpsorgfileadmindampublicreporttechnicalPVPS_report_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2014pdf

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[4] Saleh Elkelani Babaa Matthew Armstrong and Volker Pickert Overview of MaximumPower Point Tracking Control Methods for PV Systems J Power Energy Eng 02(08)59ndash72 2014 URL httpwwwscirporgjournalPaperDownloadaspxDOI=104236jpee201428006 doi104236jpee201428006

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[6] NLP Martins Sistema Integrado de Produccedilatildeo e Armazenamento de Energia a partir deFontes Renovaacuteveis 2007

[7] EPIA Self Consumption of Pv Electricity 2013

[8] Erse Caracterizaccedilatildeo da procura de energia eleacutetrica em 2012 page 110 2011

[9] Sergio Vazquez Srdjan M Lukic Eduardo Galvan Leopoldo G Franquelo and Juan MCarrasco Energy storage systems for transport and grid applications IEEE Trans IndElectron 57(12)3881ndash3895 2010 doi101109TIE20102076414

[10] Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos DIRETIVA Nordm 152014 - Tarifas e preccedilospara a energia eleacutetrica e outros serviccedilos em 2015 e paracircmetros para o periacuteodo de regulaccedilatildeo2015-2017 pages 1ndash93 2014

[11] Ministeacuterio do Ambiente do Ordenamento do Territoacuterio e da Energia DECRETO-LEI nordm1532014 Diaacuterio da Repuacuteblica 1(202)5298ndash5311 2014

[12] ERSE (Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos) Ciclo diaacuterio para forneci-mentos em BTE e BTN em Portugal Continental URL httpwwwerseptptelectricidadetarifaseprecosperiodoshorariosPaginasCiclodiariofornecBTEBTNPtaspx

81

82 REFEREcircNCIAS

[13] Dgs Altener Eu Ist Energia Fotovoltaica - Manual sobre tecnologias pro-jecto e instalaccedilatildeo In Janeiro de page 368 2004 URL httpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+-+manual+sobre+tecnologias+projecto+e+instalaao0$delimiter026E30F$nhttpscholargooglecomscholarhl=enampbtnG=Searchampq=intitleEnergia+Fotovoltaica+manual+sobre+tecnologias+projecto+e arXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[14] Ficha Credits Impacto macroeconoacutemico do sector da eletricidade renovaacutevel em Portugal2014

[15] Associaccedilatildeo De Energias Renovaacuteveis APREN Impacto macroeconoacutemico do setor da eletri-cidade de origem renovaacutevel em Portugal Iacutendice page 79 2014

[16] Claacuteudio Monteiro Apontamentos da Unidade Curricular Energia Eoacutelica e Solar lecionadana Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto

[17] Portal Energia Principais tipos de ceacutelulas fotovoltaicas constituin-tes de paineis solares URL httpwwwportal-energiacomprincipais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares

[18] J David Irwin The industrial electronics handbook CRC Press 1997

[19] Conselho Tarif Comunicado Proposta de Tarifas e Preccedilos para a Energia Eleacutetrica em 2014pages 1ndash10 2014

[20] Marco A Janssen Introducing ecological dynamics into common-pool resource experi-ments Technical Report 2 2010 doi7

[21] K C Divya and Jacob Ostergaard Battery energy storage technology for power systems-An overview Electr Power Syst Res 79(4)511ndash520 apr 2009 URL httpwwwsciencedirectcomsciencearticlepiiS0378779608002642 doi101016jepsr200809017

[22] Ministeacuterio da Economia DECRETO-LEI nordm 682002 de 25 de marccedilo 2002

[23] Ministeacuterio Da Economia E Da Inovaccedilatildeo DECRETO-LEI nordm 3632007 de 2 de Novembro2007

[24] Artur Aacutelvaro Laureano Homem da Trindade Portaria num 152015 2015

[25] European Commission Best practices on renewable energy self-consumption page 142015 URL httpeceuropaeuenergysitesenerfilesdocuments1_EN_autre_document_travail_service_part1_v6pdfarXivarXiv10111669v3 doi101017CBO9781107415324004

[26] Diretiva nordm22015 Entidade Reguladora dos Serviccedilos Energeacuteticos Perfis de perdas perfis deconsumo e perfis de produccedilatildeo aplicaacuteveis em 2015 2015

[27] The International Renewable Energy Agency (Irena) Solar Photovoltaics Techno-logy Brief Int Renew Energy Agency (January)1ndash28 2013 doi101007978-3-319-08512-8_7

REFEREcircNCIAS 83

[28] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2013 Number September 2013 doi10279093873

[29] Arnulf Jaumlger-Waldau PV Status Report 2014 2014 doi102790941403

[30] Christoph Kost Johannes N Mayer Jessica Thomsen Niklas Hartmann Charlotte SenkpielSimon Philipps Sebastian Nold Simon Lude Noha Saad and Thomas Schlegel LevelizedCost of Electricity Renewable Energy Technologies (November)50 2013

[31] T Huld a Jaumlger Waldau H Ossenbrink S Szabo E Dunlop and N Taylor Cost Maps forUnsubsidised Photovoltaic Electricity 2014

[32] H Ossenbrink T Huld a Jaumlger Waldau and N Taylor Photovoltaic Electricity Cost Mapspages 1ndash16 2013 URL httpseceuropaeujrcsitesdefaultfilesJRC83366PVElectricityCostMaps2013(rev)pdf

[33] Technical Report PV LCOE in Europe 2014-30 Techinal Report (December) 2015arXivarXiv10111669v3 doi1013140RG2146695520

84 REFEREcircNCIAS

85

86 Anexo A

Anexo A

Anexo A

Anexo A 87

88 Anexo A

  • Paacutegina de Rosto
  • Conteuacutedo
  • Lista de Figuras
  • Lista de Tabelas
  • 1 Introduccedilatildeo
    • 11 Enquadramento e Motivaccedilatildeo
    • 12 Objetivos
    • 13 Estrutura
      • 2 Revisatildeo Bibliograacutefica
        • 21 Radiaccedilatildeo Solar e Recursos de energia solar na Europa
        • 22 Niacuteveis de Radiaccedilatildeo em Portugal
        • 23 Sistemas Fotovoltaicos
          • 231 Enquadramento Mundial
          • 232 Enquadramento Nacional
          • 233 Paineacuteis Fotovoltaicos
          • 234 Ceacutelula Fotovoltaica
          • 235 Inversores DCAC
            • 24 Conclusotildees
              • 3 Autoconsumo
                • 31 Vantagens Autoconsumo
                • 32 Barreiras e Desafios
                  • 321 Ausecircncia de um mercado liberalizado
                  • 322 Integraccedilatildeo na rede
                  • 323 Investimento na rede de distribuiccedilatildeo
                  • 324 Falta de informaccedilatildeo por parte dos consumidores
                    • 33 Sistemas de Autoconsumo
                      • 331 Sistemas de Autoconsumo com ligaccedilatildeo agrave RESP
                      • 332 Sistemas de Autoconsumo Isolados
                        • 34 Sistema de Armazenamento de Energia
                          • 341 Baterias
                          • 342 Tecnologias de armazenamento (Baterias)
                            • 35 Conclusotildees
                              • 4 Legislaccedilatildeo Autoconsumo
                                • 41 Enquadramento Nacional
                                • 42 Atual Legislaccedilatildeo
                                  • 421 Requisitos para o acesso ao registo
                                  • 422 Requisitos para obtenccedilatildeo do registo e do certificado de exploraccedilatildeo
                                  • 423 Direitos e Deveres do Produtor
                                  • 424 Remuneraccedilatildeo Autoconsumo
                                  • 425 Compensaccedilatildeo devida pelas UPACrsquos
                                  • 426 Taxas
                                  • 427 Fiscalizaccedilatildeo
                                  • 428 Disposiccedilotildees Transitoacuterias
                                    • 43 Poliacuteticas Europeias
                                    • 44 Conclusotildees
                                      • 5 Metodologia e Casos de Estudo
                                        • 51 Perfis de Consumo
                                        • 52 Perfil do Consumidor
                                          • 521 Perfil de Carga dos Consumidores
                                            • 53 Perfis de Produccedilatildeo
                                            • 54 Tarifas
                                            • 55 Casos de Estudo
                                            • 56 Sistema Solar Fotovoltaico
                                            • 57 Metodologia Aplicada no Tratamento de Dados e Anaacutelise Financeira
                                              • 571 Anaacutelise Econoacutemica
                                              • 572 Previsatildeo Econoacutemica
                                                • 58 Conclusotildees
                                                  • 6 Anaacutelise de Resultados dos Casos de Estudo
                                                    • 61 Resultados do Caso de Estudo 1 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Simples
                                                      • 611 Valor Baixo
                                                      • 612 Valor Meacutedio
                                                      • 613 Valor Alto
                                                        • 62 Resultados do Caso de Estudo 2 - Potecircncia contratada de 69kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                          • 621 Valor Baixo
                                                          • 622 Valor Meacutedio
                                                          • 623 Valor Alto
                                                            • 63 Resultados Caso de Estudo 3 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Simples
                                                              • 631 Valor Baixo
                                                              • 632 Valor Meacutedio
                                                              • 633 Valor Alto
                                                                • 64 Resultados do Caso de Estudo 4 - Potecircncia contratada de 1035kVA Tarifa Bi-Horaacuteria
                                                                  • 641 Valor Baixo
                                                                  • 642 Valor Meacutedio
                                                                  • 643 Valor Alto
                                                                    • 65 Anaacutelise detalhada de uma das simulaccedilotildees
                                                                    • 66 Comparaccedilatildeo dos resultados obtidos com o uso da tarifa simples e bi-horaacuteria para a mesma potecircncia contratada potecircncia instalada e consumo anual
                                                                    • 67 Demonstraccedilatildeo da influecircncia da injeccedilatildeo dos excedentes de produccedilatildeo na RESP na viabilidade econoacutemica da instalaccedilatildeo de uma UPAC
                                                                    • 68 Conclusotildees
                                                                      • 7 Conclusotildees e Trabalhos Futuros
                                                                        • 71 Conclusotildees
                                                                        • 72 Trabalhos Futuros
                                                                          • Referecircncias
                                                                          • A Anexo A
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