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Monitor: M. Paulo Cardeano Ribeiro Estoril, 4, 5 de Março de 2008 CURSO: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA (SOLAR FOTOVOLTAICA)

CURSO MICROPRODUÇÃO DE ENERGIA

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Monitor: M. Paulo Cardeano Ribeiro

Estoril, 4, 5 de Março de 2008

CURSO:

MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA

(SOLAR FOTOVOLTAICA)

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ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO 4

2. ENERGIA PRIMÁRIA 7

2.1. Energias convencionais 7

2.2. Energias Renováveis 7

3 O SOL 9

3.1 Radiação Solar 10

3.2 Irradiação global Solar 13

3.3 Radiação global em Portugal 15

3.4 O Movimento Terra-Sol 16

4 ENERGIA FOTOVOLTAICA 19

4.1 Vantagens 19

5 A TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA 20

5.1 Efeito Fotovoltaico 20

5.1.1 Tipos de células 21

5.1.1.1 Silício Monocristalino 21

5.1.1.2 Silício Policristalino 22

5.1.1.3 Silício Amorfo 23

5.2 Célula fotovoltaica 24

5.2.1 Modo de funcionamento 24

5.2.2 Parâmetros 25

5.2.2.1 Potência máxima 26

5.2.2.2 Intensidade de corrente e tensão 26

6 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 29

6.1 Classificação 29

6.2 Principais aplicações 30

7 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 32

7.1 Isolados da Rede 32

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7.2 Sistemas Híbridos 35

7.3 Ligados à Rede 36

7.3.1.1 Principais componentes 37

7.3.1.1.1 Módulo solar 37

7.3.1.1.2 Inversor 40

7.3.1.1.3 Quadro de interligação 41

7.4 Eficiência de um sistema fotovoltaico 42

7.5 Seguimento do Sol 47

8 Enquadramento legislativo 48

8.1 Decreto-Lei 363/2007 (Resumo) 49

9 Estudo técnico económico 53

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1. INTRODUÇÃO

Nos últimos anos verificou-se em todo mundo um crescimento bastante

acentuado do sector das energias renováveis.

Há hoje uma maior consciência social para os problemas da conservação do

ambiente.

As alterações climáticas que se acentuaram nos últimos anos, através do

aumento da temperatura média do nosso planeta e, da emissão de gases de

estufa para a atmosfera, conduziram à assinatura do protocolo de Quioto

em 1997 (entrou em vigor em 16 de Fevereiro 2005).

Com a assinatura do Protocolo, os países da União Europeia

comprometeram-se a atingir objectivos em relação às suas emissões de

gases com efeito de estufa para a atmosfera durante o primeiro período de

compromisso de 2008 a 2012.

Para se atingir esses objectivos nos diversos sectores de actividade da nossa

economia, em particular no sector da Energia, é necessário um aumento

significativo na utilização das fontes de energias renováveis(FER), para a

produção de energia eléctrica e outras formas de energia.

“Lutar contra as alterações climáticas não é uma questão de escolha mas

de necessidade” (Comissário Europeu para o Ambiente)

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 5

A crise petrolífera recente criou uma instabilidade permanente na fixação

do preço do petróleo que em 10 anos quintuplicou.

O preço do barril de petróleo em 1997 situava-se nos 20 USD/Barril.

Actualmente fixa-se nos 100 USD/Barril .

Fig. 1 : Evolução do preço do petróleo

(1997-2007)

Fig. 1.1 : Evolução do preço do petróleo

durante o último ano

O mercado das energias renováveis, em particular o da energia solar

fotovoltaica, está em franca expansão. O desenvolvimento tecnológico,

associado ao aumento da procura deste tipo de tecnologia, criaram

condições para tornar o investimento nesta tipo tecnologia mais atractivo.

Fig. 2 : Evolução da produção vs custos dos sistemas fotovoltaicos

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 6

Portugal é um dos países europeus com maior potencial em termos de

aproveitamento da energia solar. Este potencial não tem sido até agora

explorado.

Fig. 3: Potência fotovoltaica acumulada (PORTUGAL)

A publicação recente do Decreto-lei 363/2007 de 2 de Novembro, que

criou um incentivo à venda de electricidade a partir de fontes de energia

renováveis(FER), é um contributo adicional para a promoção da energia

solar em Portugal.

A instalação unidades de Microprodução de energia a partir de FER,

permite uma redução das perdas no transporte de energia, com a

consequente diminuição das emissões de CO2 para a atmosfera.

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2. ENERGIA PRIMÁRIA

2.1. Energias convencionais

Fig. 4 : “As energias convencionais”

A energia convencional é aquela que se obtém a partir dos combustíveis

fosseis como o carvão, petróleo bruto, gás natural e urânio, e que se

encontram na natureza em quantidades finitas(não renováveis).

O seu impacto negativo associado à sua utilização intensiva, tem provocado

danos irreversíveis para o meio ambiente.

Para além disso, de acordo com especialistas, com os níveis de

crescimento do consumo energético que actualmente se verificam, as

reservas de petróleo atingirão o seu limite dentro de 25 anos.

2.2. Energias Renováveis

As energias renováveis são aquelas que de uma forma directa ou

indirectamente resultam da radiação Solar, e existem em quantidades

“inesgotáveis” no nosso planeta.

Efectivamente, para além do aproveitamento directo da energia emitida

pelo sol(fotovoltaica e térmica), o sol também é responsável pela energia

eólica (as diferenças térmicas na atmosfera provocam diferenças de

ENERGIAS

NÃO RENOVAVEIS

PETROLEO CARVÃO GAS NUCLEAR

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pressões que dão origem à movimentação de massas de ar (vento)), pela

energia hídrica (o sol está associado ao ciclo da água através da evaporação

da água e das ocorrência da chuva), e pela biomassa ( as plantas necessitam

de sol para viver e crescer).

A energia geotérmica procedente do vapor natural da terra também é

inesgotável

Fig. 5 : “FER” – Fontes de Energias Renováveis

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 9

3 O SOL

O sol é constituído por uma grande massa incandescente com um

volume 1.300.000 vezes superior ao da Terra, com temperaturas da

ordem dos 6.000°C.

A superfície desta massa emite de uma forma quase constante, radiações

electromagnéticas cuja potência é equivalente a cerca de 400.000 biliões

de biliões de Kw.

A energia solar resulta de fusões nucleares contínuas que se verificam

no Sol.

A potência total radiada pelo sol é:

P = E0 x 4∏r2 = 3,87 x 1026 W

4∏r2 = área da “esfera”

r = raio da órbita da Terra

A quantidade de energia solar que chega à Terra é dez mil vezes

superior ao consumo global do nosso planeta.

A intensidade da radiação solar mede-se através de duas grandezas

físicas:

� RADIAÇÃO SOLAR: Potência instantânea medida sobre a

superfície horizontal (W/m2)

� INSOLAÇÃO: Energia média diária (Wh/m2 dia)

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3.1 Radiação Solar

A energia irradiada pelo sol, para a atmosfera terrestre é praticamente

constante. Esta constante está sujeita a pequenas alterações, provocadas

pela variação da actividade solar e com a excentricidade da órbita da

Terra. Estas variações, que se detectam para a gama dos raios UV são

menores que 5%, e não são significativas para as aplicações de

tecnologia solar.

Fig.6 : Valor da Radiação solar

Ao valor da intensidade de radiação determinado à distância de 150

milhões de km, para uma potência gerada de 3,87x1026kW, chamamos:

E0 (CONSTANTE SOLAR) = 1367W/m2

A energia irradiada ou intensidade de radiação é descrita como a

constante solar relativa a uma área específica de 1 m2.

1367 W/m2

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Fig.7 : Espectro da radiação electromagnética

O espectro da radiação electromagnética solar distribui-se da seguinte forma: UV (ultra-violeta) 7% 96 W/m2

VIS (visível) 47% 642 W/m2

IV (infra-vermelho) 46% 629 W/m2

TOTAL (E0 ) 100% 1367 W/m2

Nem toda esta energia chega à superfície da Terra, já que a atmosfera

actua como um filtro, devido a diversos fenómenos de reflexão e

atenuação.

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Fig. 8 : “Componentes da radiação solar””

A radiação solar tem duas componentes:

Edir – RADIAÇÃO DIRECTA (vem directamente do sol)

Edif – RADIAÇÃO DIFUSA - proveniente de todo o céu excepto do disco solar. Parte desta radiação ao atravessar a atmosfera é reflectida e absorvida pelos componentes da atmosfera. A radiação difusa inclui ainda a radiação reflectida pela superfície terrestre

E Global = E directa + E difusa

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3.2 Irradiação global Solar

Se somarmos toda a quantidade de radiação solar que ao longo de um

ano pode ser captada por uma superfície unitária, obtemos a irradiação

solar global.

O seu valor depende das características climáticas do local e da sua

posição: latitude, longitude, altura acima do nível do mar.

O conhecimento deste valor serve para quantificar a energia que se pode

obter com uma instalação solar e, assim se avaliar a sua performance ao

longo da sua vida.

Fig. 9 :Insolação anual [ kWh/m2 ] Fonte: “ Atlas Europeu das radiações solares”

Em Portugal, um sistema solar ventilado e virado para Sul com um ângulo

de 30° tem normalmente um rendimento anual entre os 1.300 a 1.600 kWh

por kWp de potência instalada.

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(1kWh = 3.6 MJ.) Fig. 10: nº de horas de sol/ radiação solar

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3.3 Radiação global em Portugal

Portugal é um país de Sol.

Ouvimos muitas vezes esta frase quando pretendemos descrever o nosso

país. É uma afirmação bastante apropriada. Portugal é um dos países

europeus mais ricos em Sol, com uma radiação global anual média entre

os 1.300 kWh/m2 e os 1.800 kWh/m2, e tem condições excelentes para

o aproveitamento da energia solar.

A Alemanha tem uma radiação média anual de cerca de 1.000 kWh/m2.

Fig. 11: Uma radiação de 1.000 kWh/m2 corresponde a uma quantidade de energia de cerca de 100 litros de fuel-óleo

Radiação anual Radiação difusa Temperatura média anual

Bragança 1582,6 kWh/m² 44,1% 12,2°C

Coimbra 1548,4 kWh/m² 47,9% 15,8°C

Évora 1759,9 kWh/m² 41,50% 15,8°C

Faro 1913,0 kWh/m² 39,20% 17,2°C

Porto 1562,0 kWh/m² 45,60% 14,5°C

Lisboa 1686,4 kWh/m² 43,30% 17,4°C

Fig. 12: Radiação global registada em diferentes cidades em Portugal

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3.4 O Movimento Terra-Sol

Para calcularmos a radiação solar necessária para estabelecer a energia

produzida por uma instalação fotovoltaica, é necessário ter uma noção

exacta da localização do Sol,

A Terra descreve uma órbita elíptica em torno do Sol, que se encontra num

dos extremos.

Fig. 13 : movimento Terra-Sol

A Terra roda sobre si mesma e completa uma rotação num dia, percorrendo

a sua trajectória em 365 d. 5 h. 48 m. 46 s. De 4 em 4 anos acerta-se o

calendário com um dia suplementar (29 Fev. em anos bissextos). Isto

corresponde a um excesso de 11m 14s. No fim de cada século, suprime-se

o ano bissexto se não for divisível por 400.

O eixo de rotação, denominado eixo polar, é quase perpendicular ao plano

da elíptica, formando um ângulo com a normal ao plano da órbita de valor

23º 27’.

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- Declinação é o ângulo formado entre a direcção da radiação e o plano

do equador e varia entre + 23º 27’ e -23º 27’.

Durante os equinócios da primavera (21 de Março) e do outono (22 de

Setembro), os dias são iguais às noites, porque a declinação solar é nula.

Fig. 11: Declinação solar Durante o solestício do verão ( 23 de Junho ) a declinação solar é de 23º

27’, o período diurno é maior que o período nocturno e o Sol, encontrando-

se sobre o Trópico de Câncer, nasce quase a NE e põe-se quase a NW. No

solestício do inverno (22 de Dezembro), a declinação é igual mas de valor

negativo, o Sol encontra-se sobre o Trópico de Capricórnio e a duração do

dia é inferior à da noite.

Fig. 12: Declinação solar / Latitude

- Latitude é o ângulo entre o ponto geográfico e o plano do equador.

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A posição do Sol é definida segundo as seguintes variáveis:

� Altura � Azimute

A trajectória solar traduz-se na variação das coordenadas do Sol ao longo

do dia:

Fig. 14: Coordenadas e trajectória solar

A determinação das coordenadas solares ao longo do ano e do dia pode ser

efectuada utilizando uma projecção estereográfica cilíndrica:

Fig. 15: Coordenadas e trajectória solar

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4 ENERGIA FOTOVOLTAICA

4.1 Vantagens

A energia solar é a fonte de energia mais abundante na Terra. Calcula-se

que o seu valor seja cinco mil vezes superior ao somatório de todos os

outros tipos de energia ( nuclear, geotérmica, hidroeléctrica, etc.).

A energia solar apresenta muitas vantagens :

- É uma energia “limpa”

- É inesgotável

- É acessível (qualquer um de nós pode ser um microprodutor)

- Pode ser instalada no local do próprio consumo (sem perdas no transporte)

- Não exige grandes manutenções

- Tem uma tarifa bonificada (pequenas instalações)

- A tecnologia solar é bastante fiável

- Não consome combustível

- Descentraliza a produção

- Garante potência adicional à rede

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5 A TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA

5.1 Efeito Fotovoltaico

O efeito fotovoltaico consiste fundamentalmente, na transformação da

energia que proporcionam os fotões(partículas de luz) incidentes sobre os

materiais semicondutores em electricidade.

Este processo foi descoberto em 1839 por Edmund Becquerel, que

produziu o efeito fotovoltaico num electrólito.

Alguns materiais como o silício, produzem uma corrente eléctrica quando

atingidos pela radiação luminosa. Os seus átomos absorvem os fotões

(partículas de luz) e transferem a sua energia para os electrões, que assim

se libertam. Os electrões livres são conduzidos por um campo eléctrico

interno para os contactos, gerando-se assim a corrente produzida na célula

fotovoltaica.

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5.1.1 Tipos de células

As células fotovoltaicas são fabricadas na sua grande maioria com

silício(SI), que é um material semicondutor, e que se apresenta na natureza

sob a forma de sílica ou dióxido de sílicio.

A tecnologia do Silício cristalino representa cerca de 95% do mercado dos

sistemas fotovoltaicos.

Os principais tipos de células fotovoltaicas existentes no mercado são:

a)monocristalina b)policristalinas c)película fina

Figura 16 - Células fotovoltaicas

5.1.1.1 Silício Monocristalino

A obtenção de uma célula de silício monocristalino faz-se através de um

processo metalúrgico que contempla as seguintes fases :

• "Processo de fundição"" da areia de sílica, para a obtenção de Silício

metalúrgico com um grau de pureza de 98%.

• "Processo de czochraslski", é um processo físico-químico que visa aumentar o grau de pureza (+/- 99,9999%) do silício, e conferir-lhe uma estrutura monocristalina. Este processo consiste na fundição do silício com a adição de uma pequena quantidade de material dopante (geralmente Boro tipo p). Após a fundição faz-se a extracção do

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material sob a forma de lingotes cilíndricos, seguindo-se o corte de placas muito finas (espessura = 0,3 a 0,4 mm).

• "Processo de difusão" no qual as placas de sílicio são expostas a vapor de fósforo dentro de um forno a temperaturas elevadas(800-100ºC).

A células de silício monocristalino existentes no mercado podem ter a

forma redonda ou quadrada. As células são obtidas por corte das barras em

forma de pastilhas finas (0,3-0,5 mm de espessura).

A quantidade de silício necessário para produzir 1 MWepp(pico) de células é

actualmente de 15,3 ton.

As circulares são as menos utilizadas, devido ao desperdício de material

durante a sua produção. Têm no entanto aplicação em instalações

fotovoltaicas onde é necessário deixar passar alguma luz através dos

módulos (ex.: fachada de um edifício)

As quadradas têm dimensões de. 10x10 cm2; 12,5x12,5cm2; 15x15 cm2.

As circulares têm diâmetros de 10,12,5 ou 15 cm.

A eficiência desta célula situa-se entre os 15-17%

5.1.1.2 Silício Policristalino

O processo de obtenção do sílicio policristalino é similar ao

monocristalino. Consiste no arrefecimento lento do silício, mantido em

estado líquido em fornos especiais, para permitir o crescimento de grandes

cristais.

As células policristalinas são menos eficientes mas também são mais

baratas. Apresentam-se sob a forma quadrada com dimensões de 10, 12,5

ou 15 mm2.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 23

A eficiência destas células é ligeiramente inferior à monocristalina e situa-

se entre os 13-15%.

5.1.1.3 Silício Amorfo

A partir dos anos 90, o desenvolvimento dos processos de película fina para

fabricar células solares tornou-se uma realidade.

Esta tecnologia recente, consiste na deposição de camadas muito finas de

ligas de silício amorfo(semi-condutores fotoactivos ) sobre diversos tipos

de material (ex. plásticos, vidros, etc.),

Têm custos de produção menores, mas são menos eficientes que as mono e

policristalinas, e degradam-se com mais facilidade, diminuindo-se assim a

sua eficiência durante a sua vida útil.

De qualquer forma são uma alternativa, no mercado das células

fotovoltaicas.

Page 24: CURSO MICROPRODUÇÃO DE ENERGIA

M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 24

5.2 Célula fotovoltaica

5.2.1 Modo de funcionamento

As células fotovoltaicas convertem directamente a energia solar em energia

eléctrica.

Fig. 17 : Principio de funcionamento de uma célula fotovoltaica

As células fotovoltaicas são compostas por duas camadas de material

semicondutor com polaridades contrárias (+ / -). Quando a luz incide sobre

a camada negativa alguns fotões são absorvidos libertando electrões e

gerando uma corrente eléctrica que percorre o circuito externo, que por sua

vez se fecha através da camada semicondutora positiva.

Fig. 18 : Célula fotovoltaica

Quando se incide luz sobre uma célula fotovoltaica, gera-se uma tensão

eléctrica(1), entre as duas camadas que compõem a célula, gerando-se um

fluxo de corrente(2) assim que se fecha esse circuito.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 25

5.2.2 Parâmetros

Os parâmetros eléctricos que caracterizam os módulos fotovoltaicos são

determinados pelos fabricantes nas condições standard CTS “Condições

de Teste Standard” . Os parâmetros mais importantes das células solares

encontram-se na tabela seguinte.

Parâmetro Símbolo Unidade

Potência: P

MPP (ponto de máxima potência) PMPP Wp Potência máxima sob as condições de

referência CTS- (potência nominal)

Eficiência � % Rácio entre a energia fornecida pela célula e a irradiância solar

Factor de Forma FF Factor que compara a qualidade das células solares, compreendido geralmente ente 0.5 e 0.85

Tensão: UL

Tensão MPP (no ponto de potência

máxima) UMPP V

Tensão fotovoltaica no ponto MPP (Tensão nominal)

Tensão de circuito aberto U0C V

Tensão de circuito aberto, geralmente especificada para condições de referência CTS: tensão que a célula solar fornece quando ambos os terminais não estão ligados a uma carga.

Corrente: IK

Corrente MPP (no ponto de máxima

potência) IMPP A

Corrente fotovoltaica no MPP (corrente nominal)

Corrente de curto-circuito Icc A

Corrente de curto-circuito, geralmente especificada para condições de referência CTS: corrente que a célula solar fornece quando ambos os terminais estão ligados directamente entre si.

Fig. 18 : Parâmetros das células solares

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 26

5.2.2.1 Potência máxima

A potência máxima de uma célula é estabelecida para uma intensidade de

radiação de 1000W/m2 e uma temperatura de 25ºC.

A esta potência máxima, chamamos também “Potência de pico” expressa

em Wpico.

Uma célula fotovoltaica com 100 mm2, e uma eficiência de aproximada de

15%, debita uma potência de 1,5 Watt. A potência de uma célula é

directamente proporcional ao seu tamanho. Uma célula do mesmo material,

igual eficiência, mas com o dobro do tamanho debita o dobro de potência.

5.2.2.2 Intensidade de corrente e tensão

Os sistemas fotovoltaicos raramente operam em condições nominais de

funcionamento(CTS “Condições de Teste Standard” ).

Os parâmetros que caracterizam uma célula são a intensidade de corrente e

tensão.

A intensidade de corrente depende da intensidade da radiação incidente e

do tamanho da célula.

A tensão só varia com a intensidade de radiação. Quando sujeita à radiação

solar uma célula de silício desligada da carga, gera uma tensão de 0,5-0,6

Volts. A esta tensão chamamos tensão de circuito aberto, medida entre os

dois contactos da célula

Para se aumentar a tensão interligam-se várias células em série.

Se interligarmos as células em paralelo, somam-se as correntes de cada

módulo e a tensão do módulo é exactamente a tensão da célula.

A corrente gerada por uma célula depende da intensidade de radiação que

incide sobre ela.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 27

Fig. 19: Curvas I-U do módulo em função da radiação incidente (Temperatura constante)

A intensidade da corrente emitida pelo módulo, é proporcional à variação

da radiação incidente ao longo do dia. Quando a radiação incidente desce

para metade, a electricidade produzida reduz-se também para metade.

A tensão MPP permanece relativamente constante com as variações da

radiação solar.

Fig. 20: Curvas I-U do módulo para diferentes temperaturas e E0 = 1.000 W/m2 Tensão (V)

Cor

rent

e I

(am

p)

Tensão (V)

Cor

rent

e I

(am

p)

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 28

A tensão do módulo é principalmente afectada pela temperatura da célula.

A temperatura é um factor que influencia bastante a eficiência de uma

célula, conforme se pode observar no gráfico da fig. 21. No período de

Verão, em que temos temperaturas bastante elevadas a redução da potência

útil do módulo fotovoltaico pode atingir os 30%.

O sombreamento numa célula de um módulo é um factor que pode afectar

bastante o seu desempenho. Se uma célula de um módulo estiver com

sombra, a corrente total do módulo é determinada pela corrente desta

célula. É o chamado “efeito mangueira”.

Para além de reduzir bastante o rendimento do módulo, também pode

provocar um sobreaquecimento, com eventual ruptura de material da

célula. Este fenómeno é designado por “ponto quente” . Para se proteger o

módulo são instalados díodos de derivação.

Fig. 21: esquema de montagem dos díodos de by-pass

A função do díodo de derivação, ou de by-pass é conforme o próprio nome

indica derivar a corrente, sobre o qual incide sombreamento.

Page 29: CURSO MICROPRODUÇÃO DE ENERGIA

M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 29

6 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

6.1 Classificação

A classificação dos sistemas fotovoltaicos pode ser feita de diversas

formas, em função da sua dimensão, do tipo de integração arquitetónica, e

em termos do tipo de apoio energético. Assim temos:

DIMENSÃO DO SISTEMA

� Pequena escala : Potência nominal < 10kW

� Média escala : 10kW < Potência nominal < 100kW

� Larga escala : 100kW < Potência nominal < 1000kW

� Muito larga escala : 1000kW < Potência nominal < 10000kW

INTEGRAÇÃO ARQUITETÓNICA

� Montado no solo

� Montado em edifício

� Integrado em edifícios

� Integrado em outras estruturas urbanas

APOIO ENERGÉTICO

� Isolado da Rede

� Híbrido

� Ligado á Rede

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 30

6.2 Principais aplicações

Existe uma grande variedade de campos de aplicação da energia solar.

As primeiras aplicações a nível espacial já são um facto nos dias de hoje.

Fig.22: Diagrama unificar de um sistema fotovoltaico isolado da rede

Em relação a aplicações terrestres, em particular os sistemas autónomos

isolados da rede, podemos ter aplicações que vão desde a electrificação

rural ou de casas isoladas, parquímetros, aos telemóveis, sistemas de

bombagem, etc

Para os sistemas ligados à rede, existe hoje um leque vasto de instalações

em todo o mundo, que vão desde pequenas instalações particulares, a

instalações de grande dimensão instaladas em desertos. Em meio urbano

começam a surgir pela Europa for, muitas instalações integradas em

edifícios.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 31

Fig.22: ex: instalações fotovoltaicas isoladas da rede

Fig.23: ex: instalações fotovoltaicas ligadas à rede

Page 32: CURSO MICROPRODUÇÃO DE ENERGIA

M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 32

7 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

7.1 Isolados da Rede

Um sistema fotovoltaico isolado da rede eléctrica nacional, tem como

principal objectivo garantir o abastecimento autónomo de energia eléctrica.

O sistema isolado da rede mais simples é aquele em que o fornecimento de

energia só se verifica quando existem condições para o sistema produzir.

Neste caso os módulos solares são ligados directamente à carga, e

produzem energia quando se verificam as condições adequadas de

iluminação. Um exemplo, é o sistema de bombagem de água com motor de

corrente contínua alimentado por módulos fotovoltaicos.

No entanto a maioria das instalações de consumo (ex. Habitação isolada), o

período de consumo de energia não é coincidente com a produção, e por

outro lado, a energia eléctrica gerada por um sistema fotovoltaico não é

constante, dependendo do período do dia (diurno/nocturno) e das condições

climatéricas existentes.

É necessário nestes casos prever alguma forma de armazenamento de

energia eléctrica.

Fig.24: Diagrama unificar simplificado de um sistema fotovoltaico isolado da rede

Page 33: CURSO MICROPRODUÇÃO DE ENERGIA

M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 33

1- Campo solar

2- Regulador de carga

3- Fusíveis

4- Armazenagem (bateria)

5- Inversor

6- Circuito de distribuição (C.C. 12/24 V)

Fig. 25: Componentes de um sistema fotovoltaico isolado da rede

1 - O campo solar converte a radiação solar em energia eléctrica. Este

gerador deve no mínimo, garantir o total dos consumos da instalação.

2 - O regulador de carga controla em contínuo a tensão e a carga das

baterias.

A sua principal função é impedir que a bateria se danifique por sobrecarga

ou descarga profunda.

Se a bateria está carregada, o regulador interrompe o fluxo de energia. Se a

tensão desce o regulador volta a deixar passa energia para a bateria.

Grande parte do reguladores dispõem de alarme de nível mínimo de tensão

nas baterias. No caso de se atingir esse valor, durante um período de

consumo, o regulador desliga as cargas, até que se atinja novamente um

nível aceitável de tensão, que não ponha em causa a fiabilidade e vida útil

de uma bateria.

Fig. 26: Componentes de um sistema fotovoltaico isolado da rede

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 34

3- Os Fusíveis têm como função proteger as pessoas e equipamentos de

sobrecargas. Servem também para isolar o gerador solar da restante

instalação no caso de ser necessário efectuar alguma reparação.

4 - As baterias são necessárias para a armazenagem da energia eléctrica

produzida pelo gerador solar, para ser posteriormente consumida.

As baterias de uma instalação solar devem ter características específicas,

que lhes permite “aguentar” os ciclos de descarga e carga do sistema,

mantendo a eficiência do sistema em níveis elevados.

Fig. 27: ex. baterias sem manutenção

As baterias mais utilizadas são as de chumbo, que têm uma relação

custo/eficiência interessante.

A selecção de uma bateria dever ter em conta vários factores como:

- custo - vida útil e n.º de ciclos - temperatura de funcionamento - eficiência - necessidades de manutenção

5 - Em instalações isoladas, onde sejam utilizados equipamentos

alimentados a corrente alternada, é necessário instalar ainda um inversor

para converter a corrente contínua produzida nos módulos solares em

corrente AC.

Page 35: CURSO MICROPRODUÇÃO DE ENERGIA

M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 35

7.2 Sistemas Híbridos

Os sistemas híbridos são sistemas isolados da rede, em que se utilizam

outras fontes de energia alternativas para assegurar o carregamento das

baterias.

Essas fontes podem ser, um gerador a gasóleo, ou a gás, ou um gerador

eólico. Necessita de um sistema de controlo mais eficiente que os sistemas

isolados de pequena dimensão.

Page 36: CURSO MICROPRODUÇÃO DE ENERGIA

M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 36

7.3 Ligados à Rede

Os sistemas fotovoltaicos ligados à rede são os mais simples.

Um sistema fotovoltaico ligado à rede é composto por:

� Campo solar (1)

� Caixa de ligação (campo solar) (2)

� Inversor (3)

� Contador de energia (4)

� Interligação com a rede (5)

Fig:28: Componentes de um sistema solar fotovoltaico – ligado à rede

As células fotovoltaicas que compõem o(s) módulo(s) produzem corrente

eléctrica contínua (C.C.), através da captação da radiação solar. Ao

conjunto de módulos interligados entre si, em série e/ou paralelo,

chamamos campo solar. A corrente contínua produzida é encaminhada por

intermédio de cabos eléctricos para uma caixa de interligação, e

posteriormente para o inversor. O inversor converte a corrente contínua em

corrente alternada. Essa corrente é então injectada na rede eléctrica

nacional, sendo contabilizada num sistema de contagem autónomo.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 37

Fig.29: Diagrama unificar simplificado de um sistema fotovoltaico ligado à rede

7.3.1.1 Principais componentes

7.3.1.1.1 Módulo solar

Um campo solar é constituído por vários módulos interligados entre si, em

série e/ou paralelo.

Fig. 30: Estrutura de um módulo solar cristalino

Cada módulo é constituído por várias células cristalinas(5) encapsuladas

(4) e interligadas entre si, que são colocadas dentro de uma estrutura em

alumínio(1), com vidro à frente para protecção contra as intempéries(3),

junta em borracha ou resina (2).

Page 38: CURSO MICROPRODUÇÃO DE ENERGIA

M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 38

O encapsulamento consiste, na protecção das células das tensões

mecânicas, dos agentes atmosféricos e da humidade, que são embebidas

num material transparente maleável e que funciona como elemento isolante

eléctrico entre as células.

Um módulo standard é composto por 36 a 72 células e oferece uma

potência nominal típica situada entre 50 e 140 Wp (nas células cristalinas).

As células encontram-se normalmente dispostas em quatro fileiras

consecutivas, resultando num módulo rectangular com dimensões

aproximadas de 1,00 m x 0,5 m.

A interligação entre módulos num campo solar pode ser feita através de

ligações em série ou paralalo.

Aos conjunto de módulos ligados em série chamamos fileira. Numa fileira

devem-se aplicar módulos do mesmo tipo, para evitar o “efeito de

mangueira“ .

Fig. 31: ex. Campo solar com duas fileira

Na página seguinte apresenta-se as características técnicas de dois tipos de

módulo fotovoltaico.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 39

Exemplos de módulos fotovoltaicos

MÓDULO CONERGY N 125P

A configuração de 36 células (12V) permite trabalhar em sistemas isolados e com ligação à rede.

Características físicas

• Tipo de célula: policristalina • Tamanho da célula: 150x150 mm • Número de células: 36 • Peso do módulo: 12,0 Kg. • Tensão de trabalho 12 V. • Garantia de potência 25 anos. • 5 años de garantía por defeitos de fabrico Rendimento

• A 1000 W / m² ; 25ºC ; AM 1.5 • Potência Pico 125 Wp • Tolerância +/- 10% • Corrente curto-circuito ISC 7,34 A • Tensão circuito aberto Voc 22,1 V • Voltagem potência máxima 18,0 V • Corrente potência máxima 6,94 A • Máxima voltagem de sistema 640 V • Coeficiente de temperatura (V– 77 V/ºC • Coeficiente de temperatura (I) 22 mA/ºC • Coeficiente de temperatura (P 42 %/ºC • Eficiência da célula 15,43 % • Eficiência do módulo 13,65 %

MÓDULO STM 170 MME / STM 175 MME

_ 170/175 Wp peak nominal output at STC _ -2%/+3% performance tolerance _ 25 year guarantee on 80 % of minimal output _ 12 year guarantee on 90 % of minimal output _ 5 year product guarantee _ 72 mono-crystalline cells, 125 x 125 mm _ Multi-contact connector _ Frame: aluminium

_ Dimensions: 1580 x 808 x 35 mm (L/W/D) _ Weight: 15.5 kg _ Protection type of junction box: IP 65 _ Certification: IEC 61215, protection class II up to maximum of 1,000 V STM 170 MME STM 175 MME STC: 1000 W/m², ZellT 25 °C, AM 1,5 Pmax 170 W 175 W Isc 5,14 A 5,2 A Uoc 43,8 V 44,2 V Impp 4,83 A 4,95 A Umpp 35,2 V 35,2 V NOCT (for 800 W/m², 25 °C, wind speed 1m/s, AM 1,5) 48 °C The STM 170 MME and the STM 175 MME are not only produced of proven materials in accordance with the applicable IEC standards, they also offer convincing details. A special film applied to the cell surface serves as an anti-reflection coating and provides for a uniform dark blue appearance. The water-tight back of the connection box with cables and pre-mounted MC connectors enables flexible use and easy installation. Bypass diodes prevent hot-spot effects and an anodised aluminium frame resists even heavy loading by wind or snow. Both module types have a 5-year product guarantee, and a performance guarantee of 90 percent of the minimal output for 12 years and 80 percent for 25 years. Economy you can depend on

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 40

7.3.1.1.2 Inversor

Um inversor tem como principal função converter a tensão DC em AC, para uma

determinada amplitude e frequência.

Um inversor actualmente atinge níveis de eficiência da ordem dos 85-93% .

Em função do tipo de instalação fotovoltaica, podemos ter Inversores para sistemas

isolados ou para sistemas ligados à rede.

Um Inversor converte a corrente continua gerada pelo campo solar em corrente

alterna monófásica, com uma tensão nominal de 220Volts/50Hz. Em instalações

solares de grande dimensão podemos ter corrente alterna a 380Volts trifásica.

Fig. 32: Inversor

Um Inversor tem três funções principais:

- OPTIMIZAR o rendimento da instalação em função da radiação solar,

através da busca do MPP “Maximum Power Point“ (ponto em que o

gerador solar atinge o rendimento máximo em cada momento)

- Converter a corrente contínua gerada pelo sistema fotovoltaico em

corrente alternada, nas condições da rede (220V/50Hz)

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 41

- Monotorizar a rede, e desconectar o sistema fotovoltaico sempre que

detecte perturbações ( tensão, frequência) ou avarias na rede

Fig. 33: características técnicas de um Inversor

7.3.1.1.3 Quadro de interligação

O quadro eléctrico de interligação contém toda a aparelhagem de corte e protecção

das pessoas e equipamentos que constituém a central. Dentro do quadro também

deve ficar instalado o inversor e respectivos sistemas de contagem. A interligação

com a rede é efectuada numa portinhola.

Fig. 34: Quadro de interligação

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 42

7.4 Eficiência de um sistema fotovoltaico

Na tecnologia solar fotovoltaica, o conceito de eficiência pode ser avaliado

de formas distintas, consoante nos referimos a célula, módulo e ao sistema.

A eficiência de uma célula fotovoltaica é definido como a razão entre a

potência da luz(E0) que incide na superfície da célula fotovoltaica e a

potência eléctrica disponível aos seus terminais(E), ou seja

E / E0 = (Energia eléctrica / Energia luminosa incidente) x 100

A eficiência do módulo depende de diversos factores :

• radiação solar • temperatura • tensão • sujidade do módulo

A potência nominal é fornecida pelo fabricante do módulo. A potência de

pico é a máxima potência que o módulo consegue debitar nas condições de

teste standard.

A eficiência do módulo é dada pela razão entre a energia específica

produzida pelo módulo(Wp) e a área de toda a sua superfície.

� =100 * Pp / A

ƞ - rendimento do módulo (%) Pp - potência de pico do módulo (kWp) A - área do módulo (m2)

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 43

Ex. Módulo SUNTECHINICS 170

Dimensões: 1580 x 808 x 35 mm (Área = 1,27664 m2)

Pp = 170 W (0,177KWp)

ƞ = (Pp / A) = 13,3 %

O rendimento e a potência de pico devem ser calculadas para as condições

STC (standard test conditions), radiância solar de 1000 W/m2 e a uma

temperatura de 25ºC.

A eficiência do módulo é sempre inferior à da célula, e será tanto maior

quanto melhor for feito o aproveitamento do espaço disponível no módulo.

a)

b)

Fig. 35: Ex. de arranjos das células em módulos solares cristalinos

Para células idênticas a eficiência do módulo a) é superior.

TECNOLOGIA Película fina (“Thin film”) Cristalina “Crystalline based”

Sílicio amorfo

( a-si)

Telurieto de cádmio (CdTe)

Diselenieto de cobre e índio(CIS)

monocristalina policristalina

célula (cond. STC)

6-7% 8-10% 10-11% 15-17% 13-15%

Efi

ciên

cia

Módulo 4-6% 6-8% 8-10% 13-15% 12-14%

Área(aproximada)

necessária por KWp

15 m2 11 m2 10 m2 7 m2 8 m2

Figura 35 – Classificação das células/módulo em função da sua eficiência

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 44

A eficiência do sistema fotovoltaico é calculada em relação a todas as

componentes do sistema, campo solar(composto por vários módulos),

inversor(es), cablagem eléctrica e equipamentos de protecção, sendo

inferior à do módulo.

Mais uma vez podemos afirmar que a eficiência do sistema é inferior à

eficiência no seu conjunto.

As diminuição da eficiência de um sistema tem várias causas.

- desajustamento do campo solar

- Sombreamentos no campo solar

- Perdas nos cabos e no inversor

- Perdas nos equipamentos de corte e protecção

- Perdas na conversão do inversor

Assim para um sistema solar fotovoltaico podemos ter uma eficiência de:

13,3%(� módulo) x 90%(� inversor) x 99%(� cablagem) = 11,58%(� SISTEMA)

As perdas do inversor dependem da magnitude e das características da

carga que está a alimentar, podendo estas perdas atingir os 10% do valor na

carga.

Em sistemas isolados da rede, devem-se quantificar as perdas nas baterias

que são devidas essencialmente a dois factores: auto descarga da bateria e

nível de tensão demasiado alto, impedindo que o painel esteja no seu ponto

de funcionamento de máxima potência. Para estas perdas deve proceder-se

a um correcto dimensionamento do regulador de carga.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 45

No caso de sistemas híbridos PV/Diesel é necessário ter em conta as perdas

devidas ao arranque do gerador Diesel e também a eficiência do

controlador do sistema.

A perda de eficiência de um sistema tem como principais causas:

- desajustamentos no campo solar

- sombreamentos

- perdas por condução (cablagem e inversor)

- perdas na conversão no inversor

- perdas nos contactos dos terminais dos equipamentos de

protecção

Em Portugal o rendimento óptimo de uma instalação solar é obtido

orientando o campo solar para sul, com um ângulo horizontal de 30°.

Se alterarmos estas condições teremos penalizações na produção/eficiência

do sistema, conforme podemos observar na fig.30.

Fig. 36: Ex. Habitação (variação percentual da insolação com a orientação)

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 46

Convém mais uma vez realçar o facto de os sistemas fotovoltaicos serem

bastante penalizados no seu rendimento quando temos sombreamentos.

Obstáculos como chaminés, edifícos vizinhos, antenas, vegetação, etc são

de ter em conta quando estamos a projectar uma instalação.

O tamanho do sistema de energia solar depende sobretudo da quantidade de

electricidade que se pretende gerar, da superfície do telhado existente e das

possibilidades financeiras. A produção do sistema depende da radiação do

sol e da sua disposição relativamente ao sol.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 47

7.5 Seguimento do Sol

Um sistema fotovoltaico que está a continuamente a seguir o trajecto do

Sol produz uma maior quantidade de energia.

Nos dias de maior radiação, em que a radiação directa é predominante, os

ganhos resultantes desse acompanhamento são significativos. No verão, em

dias sem nuvens, os ganhos de produção de energia eléctrica podem chegar

aos 50%. No Inverno os ganhos de produção podem duplicar a produção.

Estes valores referem-se a uma instalação solar de captação horizontal.

Os equipamentos que permitem o movimento do sistema(campo solar) de

acordo com a trajectória do Sol, chamam-se seguidores. Os seguidores

podem ser de um ou dois eixos.

Fig. 37: Ex. seguidor com dois eixos

Os seguidores de dois eixos focam sempre o sistema na melhor posição do

sol. São no entanto equipamentos de alguma complexidade

Na Península Ibérica, os sistemas fotovoltaicos com dispositivos de dois

eixos, podem obter um aumento de produção da ordem dos 30-35%. Para

os seguidores de um eixo os ganhos rondam os 25 %.

A aquisição de um seguidor obriga a um maior investimento inicial. No

entanto o “custo” deste investimento, é superado pelos ganhos de produção

obtidos.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 48

8 Enquadramento legislativo

Toda a legislação publicada nos últimos 20 anos, que regulamentou a

actividade de produção de energia eléctrica a partir de fontes renováveis,

em particular a fotovoltaica, através de um quadro remuneratório

correspondente, teve muito pouco impacto no crescimento na utilização da

energia fotovoltaica em Portugal, com a consequente não valorização dos

nossos renováveis.

Tal situação não permitiu uma dinamização do mercado da produção de

energia eléctrica a partir de fontes renováveis, devido a diversos factores

dos quais se destaca a não diferenciação das tecnologias/escalas/localização

geográfica, e um excesso de centralismo na gestão deste processo.

Com o novo regime simplificado (Decreto-Lei 363/2007) aplicável à

microprodução de electricidade, que entrou em vigor em 2 de fevereiro

espera-se que finalmente se criem novas oportunidades, para o

desenvolvimento da energia solar em Portugal.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 49

8.1 Decreto-Lei 363/2007 (Resumo)

O novo regime simplificado aplicável à microprodução de electricidade,

também designado por "Renováveis na Hora" entrou em vigor em 2 de

Fevereiro de 2008, através da publicação anterior do Decreto-Lei nº 363 em

2 de Novembro de 2007.

O novo regime de licenciamento é bastante mais simplificado, constando

de um simples registo sujeito a inspecção da sua conformidade técnica.

O registo é feito de modo electrónico, através do Sistema de Registo da

Microprodução (SRM), que funcionará como interlocutor entre os micro-

produtores e a administração central.

A facturação da energia fornecida à rede eléctrica nacional pelo micro-

produtor é efectuada de uma forma simples e expedita, estabelecendo-se

uma conta-corrente na factura que actualmente se verifica entre o

fornecedor de energia eléctrica e o microprodutor.

O Decreto-lei n.º 363 de 2 de Novembro de 2007 estabelece em linhas

gerais, o seguinte articulado:

A nova lei é aplicável a instalações do grupo I

Instalação de produção de electricidade monofásica em baixa tensão com

potência de ligação até 5,75 KW

O licenciamento das instalações é efectuado através de um sistema de

registo, designado por SRM (Sistema de Registo de Microprodução) através de

uma plataforma electrónica a colocar na internet, sendo as instalações

apenas sujeitas a uma inspecção de conformidade.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 50

Estas deverão ser executadas conforme projecto-tipo, a publicar pela

entidade gestora do SRM.

Podem aceder á actividade de Microprodução de energia eléctrica, todas as

entidades com contrato de consumo de energia em Baixa Tensão.

A instalação solar fotovoltaica deverá estar localizada no local a que está

afecto o contrato de consumo atrás referido. Tem de ser comprovada a

existência de colectores solares térmicos no local de consumo (excepto no

caso de condomínios)

O acerto de facturação (consumo/produção) para os consumidores

particulares será efectuado através de um regime simplificado de

facturação, não havendo necessidade de emissão de facturas e acertos de

IVA com o Estado, havendo sómente uma conta-corrente entre o

produtor/consumidor e o comercializador da energia(ex. EDP).

São estabelecidos dois regimes de tarifário:

� Regime Geral: para instalações até 5,75KW, aplicável a tecnologias

que usam fontes não renováveis

� Regime Bonificado: para instalações até 3,68 KW, aplicável a

instalações solares, eólicas, hidricas ou biomassa c/ cogeração.

- As tarifas aplicáveis são:

� Regime Geral: preço do kWh é igual ao valor de compra que consta

no contrato de consumo

� Regime Bonificado:

o Solar: 0,65€ / KWh

o Eólica: 0,455€ / KWh

o Hídrica: 0,195€ / KWh

o Cogeração a Biomassa: 0,195€ / KWh

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 51

As tarifas bonificadas são válidas no ano civil no registo no SRM (Sistema

de Registo de Microprodução) e nos cinco anos civis seguintes.

Entre o 7º e o 15º ano civil, a tarifa em vigor a 1 de Janeiro do 6º ano para

as novas instalações será igual à tarifa bonificada base, diminuirá 5% por

cada 10 MWe entretanto instalados. No final do 16º ano, a instalação

beneficiará, sem limite temporal, da tarifa do Regime Geral.

“Para as instalações solares, a potência máxima de ligação é definida pela

potência máxima do inversor. “

A potência máxima de ligação não pode ser superior a 50% da potência

contratada pela instalação de consumo.

A actividade de instalação está condicionada ao cumprimento das seguintes

condições:

Pode ser exercida por empresários em nome individual ou por empresas

com alvará ou Registo no InCI (Instituto da Construção e Imobiliário), na

categoria de "instalações de produção de electricidade"

Para se efectuar uma instalação fotovoltaica, os procedimentos a efectuar

são os seguintes:

� Registo Provisório no SRM do produtor

� Registo Definitivo no SRM, após pagamento de taxa de 250€ (a

efectuar, no máximo, em 5 dias úteis, por multibanco)

� Fornecimento e montagem da Instalação Solar

� No prazo de 120 dias após o Registo Definitivo, solicitar ao SRM a

inspecção e emissão do certificado de exploração

� Será efectuada uma inspecção à instalação no prazo máximo de 20

dias úteis. Se não forem detectadas anomalias (em relação aos

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 52

projectos tipo, préviamente definidos), a emissão do certificado de

exploração será feita no local e comunicada ao SRM pela entidade

inspectora

� Após receber a notificação de emissão do certificado de exploração,

o SRM (no prazo máximo de 5 dias), solicita à empresa

comercializadora de energia, o envio do contrato de compra de

energia ao produtor. O produtor deverá receber o contrato em 5 dias

úteis. Depois de assinado e devolvido o contrato, o produtor

comunica ao SRM esse envio.

� O SRM comunica, em 5 dias úteis, à EDP que esta deve proceder à

ligação à rede do sistema. Esta deverá acontecer até 10 dias úteis

após esta notificação.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 53

9 Estudo técnico económico

Num projecto solar fotovoltaico de venda de toda a energia à rede, o investimento inicial é determinante, uma vez que os custos com combustíveis são nulos, e os custos correntes ao longo da vida da útil da instalação solar são insignificantes. A análise económica deve centrar-se na avaliação da rentabilidade do investimento inicial e nos proveitos resultantes da venda da energia à rede. Os critérios utilizados na avaliação económica da rentabilidade de um projecto de investimento numa instalação solar fotovoltaica são essencialmente os seguintes: VAL valor actualizado líquido TIR taxa interna de rentabilidade Valor actualizado líquido Sabendo que VAL = I + [ ∑ t CF ÷ (1+R) t ] em que: I - Investimento inicial CF - Cash Flows R - Taxa de actualização - obtida mediante a aplicação da seguinte formula:

(1 + Ic) ÷ (1 + Ip) -1 Ic - Taxa de juro activa para operações de prazo semelhante Ip - Taxa de inflação prevista Taxa Interna de Rentabilidade Com utilização deste critério pretende-se determinar a rentabilidade máxima deste projecto. Para o efeito será encontrada uma taxa que igualará o somatório dos cash-flows ao investimento.

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 54

OBJECTIVO

O estudo que se apresenta destina-se a analisar, sob o ponto de vista

técnico-económico, a produção de electricade a partir de FER (Fontes de

Energia Renovaveis) para venda à rede de toda a energia eléctrica

produzida, de acordo com o Dec-Lei nº363 de 2 de Novembro de 2007.

DEFINIÇÃO A instalação compreende basicamente um campo solar fotovoltaico com

uma capacidade máxima de produção de 3,68 kW.

A energia eléctrica produzida pelo campo solar será injectada na rede por

intermédio de um inversor, e de um sistema de contagem. Complementam

a instalação sistemas de corte e protecção da instalação e das Considerando

o seguinte exemplo:

DADOS DA INSTALAÇÃO

Tipo de instalação: PARTICULAR

Potência Contratada: 13,8 KVA

Potência Máx. de Ligação: 6,9 KW

Inversor 1: STW 3600

Pmáx inversor 1: 4,1 KW

Inversor 2: nenhum

Pmáx inversor 2: 0,00 KW

Pmáx total: 3,45 KW

Suporte: Fixo

Colocação em: Superf. plana

Estação Meteorológica: Lisboa

Produção Estimada de referência: 1414 KW.h/KWp (fonte: PVGIS)

Perdas por sombreamento / outras causas: 0%

Produção Anual Estimada: 5373 KW.h

Garantia ST 10 Anos: 4836 KW.h

Limite de Energia c/ tarifa bonificada: 9120 KWh

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 55

Produção Estimada (fonte:PVGIS) Dados Económicos Tarifa-Bonificada: 0,650 € /KWh

Tarifa-Base: 0,107 €

Potência Total instalada a 5 anos: 30,00 MW (previsão)

Tarifa Bonificada prevista a 5 anos: 0,557 € /KWh

Tarifa-Base prevista a 5 anos: 0,137 € /KWh

Tarifa-Base prevista a 15 anos: 0,222 € /KWh

Remuneração Anual (até 5º ano): 3.492,58 €

Remuneração Anual (do 6º ao 15º ano): 2.994,45 € Remuneração Anual (prevista, 16º ano): 1.195,24 €

Investimento Previsto: 23.500 € IVA s/ investimento: 2.760 € (12%)

Regime de IVA: não enquadrado Contabilidade: Reg. Simplificado Abatimento à Colecta IRS: 770 € TOTAL Investimento: 26.260 € 6.911 €

Empréstimo: Tx. Juro: Duração: 10 anos Capital Próprio: 26.260 € 0 Prestação Anual: - €

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 56

TIR(Taxa Interna de Rentabilidade): 10,75%

VAL(Valor actualizado líquido): 39.658,37 €

Retorno Previsto do Investimento: 7,7 anos

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M. Paulo Cardeano Ribeiro Curso: MICRO-GERAÇÃO DE ENERGIA 57

A informação relativa à produção de uma instalação solar, pode ser obtida

com base em dados estatísticos existentes em sites da internet, ou

recorrendo a diverswo software específico existente no mercado.

O software do RETScreen® Energy Model - Photovoltaic Project está

disponível na internet, para dowload. Este permite é uma ferramenta

importante, para o cálculo, projecto e avaliação económica de projectos de

produção de energia com base em FER.