Custo dos BOS – Sistema fotovoltaico básico

O termo BOS – Outros Elementos do Sistema (Balance of System na língua inglesa) engloba todos os outros custos que devem ser agregados aos módulos solares, para formar um sistema fotovoltaico. Esta parcela do sistema merece atenção, pois o seu custo financeiro depende das empresas que participam da cadeia de fornecimento e estão menos sujeitas a normativas e regras pré-definidas, além de serem pouco afetadas pela economia de escala, que normalmente favorece a redução dos custos de produção (BONY et al., 2010).

Existe uma diferença substancial de custo entre módulos solares e sistemas solares sendo que os primeiros, os módulos, mostraram ao longo dos últimos anos uma tendência de redução muito maior do que os demais componentes. Um estudo do Rocky Mountain Institute (RMI) de 2010 mostra uma prevalência no custo dos módulos com respeito aos demais componentes do sistema (BONY et al., 2010). Os sistemas,

mostrados na Figura 11 eram diferenciados pela modalidade de instalação, solo ou telhado.

Figura 11 - Componentes do custo total de um sistema fotovoltaico. Fonte: adaptado de (BONY et al., 2010)

A Figura 12 mostra o desdobramento dos principais componentes do BOS pelos estudos do (RMI), na situação de 2010.

Figura 12 - Desdobramento dos custos dos componentes do BOS de um sistema instalado. Fonte: adaptado de (BONY et al., 2010)

Já um estudo desenvolvido pelo Fraunhofer Institute for Solar

Energy Systems da Alemanha em 2014, relativo a sistemas com

potência acima de 1 MW (MAYER et al., 2015), mostra como evoluiu tanto o preço final de todo o sistema, como a fatia correspondente aos

1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 C u st o e m U S$ /W p (2 0 1 0 ) Solo Telhado Tipo de instalação Módulo BoS

módulos x BOS. Em 2014, os módulos representavam 55% do custo total de um sistema solar fotovoltaico.

Outro estudo de 2015 da Green Tech Media (GTM), relativo ao mercado americano residencial, já mostra uma relação diferente entre os componentes, conforme mostrado na Figura 13. Na figura é evidenciada a relação dos valores de todos os custos, para obter um sistema fotovoltaico chave-em-mãos com potência entre 5 e 10 kWp, com módulos de silício cristalino e inversores centrais ou micro-inversores (GTMRESEARCH, 2015).

Figura 13 - Relação entre os componentes de custo de um sistema residencial instalado chave-em-mãos em 2014. Fonte: Adaptado de GTMResearch - 2015

Apesar de que os gráficos da Figura 11 e da Figura 13 mostrem um custo total muito similar, no estudo da GTM, os valores dos componentes acessórios – BOS – são muito mais detalhados, incluindo até as despesas gerais e a margem de lucro de quem faz a instalação. Na comparação entre a Figura 11 e Figura 13 nota-se um significativo aumento dos BOS no estudo da GTM, com 2,7 $/Wp em comparação aos 1,85 $/Wp do RMI.

Da mesma maneira, comparando as mesmas figuras nota-se que o custo dos módulos diminuiu de 1,90 $/Wp no caso da RMI para 0,75 $/Wp no estudo da GTM; a hipótese, nesta comparação, sem desconhecer que entre 2010 e 2015 o preço dos módulos caiu, é que o

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 V al or c ha ve s em m ão d o si st em a in st al ad o U S $ / W p

Sistema residencial instalado - 2014

Cadeia suprimentos + Despesas + Margem de lucro Módulos Trabalho direto Inversor Projeto + Engenharia + Permissão BOS estruturas BOS elétrico

estudo da RMI englobe no custo dos módulos a parcela relativa ã cadeia de suprimentos, despesas e margem de lucro. Considerando que, mesmo com a diferença temporal de cinco anos entre os dois estudos, o custo do sistema completo permaneceu praticamente constante, passando de 3,5 $/Wp para 3,46 $/Wp, surge a dúvida sobre a total abrangência do estudo da RMI.

Levando em consideração o estudo da GTM, chama atenção o pequeno percentual do custo dos módulos no total do sistema fotovoltaico: os módulos representam quase 22% do total dos custos e no Balanço do Sistema a cadeia de suprimentos, somada às despesas gerais e margem de lucro, tem peso de 41% do total.

As informações da Figura 13, resumidas na Tabela 3, evidenciam os cinco custos mais importantes de um sistema básico que, pela ordem, são: a) cadeia de suprimentos com despesas e margem de lucro; b) módulos fotovoltaicos; c) custo do trabalho direto; d) inversor; e) serviços de projeto, engenharia e permissão de ligação à rede.

Tabela 3 - Composição dos custos de um sistema residencial fotovoltaico (5-10 kWp) [US$/Wp]

Descrição custo Valor Percentual

Cadeia suprimentos + Despesas + Margem de

lucro 1,42 41,0%

Módulo FV 0,75 21,7%

Trabalho direto 0,37 10,7%

Inversor 0,30 8,7%

Projeto + Engenharia + Permissão 0,25 7,2%

BOS estruturas 0,19 5,5%

BOS elétrico 0,18 5,2%

Total 3,46

Fonte: adaptado de (GTMRESEARCH, 2015)

Um elemento a mais, a ser considerado, é o custo da qualidade da instalação, que depende da experiência da equipe de instalação e do conjunto de normas, que deveriam ser seguidas durante os trabalhos de campo. Estudo publicado em 2015 pela revista Renewable Energy World sobre o assunto evidencia os cuidados a serem tomados nestes trabalhos (MINTS et al., 2015). O custo da qualidade nem sempre é levado em consideração, sobretudo porque possíveis investidores em energia renovável, demonstraram preferir modelos de negócio ligados

ao serviço completo de geração de energia suprido pelo fornecedor, conforme demonstrado por Loock (LOOCK, 2012). Esta visualização reforça e complementa a noção de custo de um sistema instalado, acrescentando, aos termos que formam o BOS, a garantia de continuidade de serviço, com pagamentos anuais pelos serviços prestados.

Ainda dentro do conceito de BOS, mas trabalhando mais no aumento da rentabilidade do que na redução dos custos, algumas pesquisas recentes colocam em evidencia diferentes metodologias para maximizar a energia gerada pelos módulos solares. Um estudo elaborado por Du e Lu (2011) sobre a conversão de energia sugere um diferente método de procura do ponto de máxima potência (MPPT) dos módulos fotovoltaicos, agregando, a cada um, uma bateria e um conversor CC/CC (DU e LU, 2011). Com isso a função do MPPT não é afetada pela variação da carga e da tensão fornecida pelo módulo e a tensão enviada ao inversor não é afetada por sombras temporárias sobre a superfície sensível. Além disso, o uso da bateria individual por cada módulo, associada ao conversor CC/CC, contribui para estabilizar a energia total fornecida pelo sistema.

Outro interessante trabalho, (THEVENARD e PELLAND, 2013), foca no fator de previsibilidade da quantidade de energia fornecida pelo sistema fotovoltaico, procurando determinar uma figura de incerteza, no longo prazo, da energia fornecida. Este fator de incerteza afeta diretamente o valor do custo unitário da energia fornecida anualmente. Os autores utilizaram para o trabalho o software SAM (System Advisor

Model) software de modelagem desenvolvido pelo NREL (National Renewable Energy Laboratory) dos Estados Unidos, para elaborar

predições de rendimento financeiro na indústria de energia renovável (BLAIR et al., 2014).

Os dados interessantes extraídos do trabalho são resumidos na Tabela 4 que informa os valores médios das incertezas e o seus desvios padrão. Pelas simulações estatísticas feitas em estudo de caso, com o uso do software SAM alimentado com as incertezas informadas na Tabela 4, a incerteza combinada, na produtividade média, é de aproximadamente 8,7% no primeiro ano e 7,9% nos anos sucessivos até o final da vida útil do sistema fotovoltaico.

Tabela 4 – Fatores de incerteza na energia fornecida pelos sistemas fotovoltaicos

Fatores de perda nos sistemas FV _médio Valor Desvio _padrão Irradiação solar horizontal média, longo prazo 0,0% 5,0% Variabilidade climática interanual 0,0% 3,9% Estimação da irradiação no plano do módulo -2,0% 3,0% Classificação da potência dos módulos -3,0% 3,0%

Perdas por sujeira e poeira -3,0% 2,0%

Perdas por neve acumulada -2,0% 1,5%

Albedo 0,1% 0,2%

Outras razões (erros do modelo, efeitos espectrais, etc.) -5,0% 5,0%

Fonte: adaptado de Thevenard e Pelland, 2013.