ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA PARA A IMPLANTAÇÃO DE PLACA SOLAR
CONECTADA A REDE PARA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA DE MÉDIA TENSÃO NO
MUNICÍPIO DE SINOP-MT.
ECONOMIC VIABILITY STUDY FOR THE IMPLANTATION OF SOLAR PANEL
CONNECTED TO THE GRID FOR DISTRIBUTED GENERATION OF MEDIUM VOLTAGE
AT SINOP - MT.
Veridiane Trevisan Dal Bem1, Jaqueline Pértile2
Resumo: O sistema fotovoltaico conectado a rede, é capaz de converter a energia solar em energia elétrica, através de um aparelho conhecido como Grid Tie. A inovação desse sistema é que não se faz necessário o armazenamento de energia, ela é injetada na rede elétrica, trabalhando juntamente com a concessionária local por um sistema de compensação. Na cidade de Sinop, município de estudo, não há nenhum registro dessa tecnologia. A cidade é distante dos centros produtores dos módulos fotovoltaicos, o que acarreta um aumento no valor final do produto. Por se tratar de uma tecnologia nova, há muitos empecilhos e burocracia para a sua viabilização, entretanto a implantação da mesma pode trazer muitos benefícios, devido ao fato da energia fotovoltaica ser limpa, e poder suprir as necessidades da população. Para análise das questões econômicas, foi feito um mapeamento da situação, e constatou-se que mesmo o estado de Mato Grosso tendo grande potencial para produção de energia solar, há barreiras econômicas que inviabilizam a implantação desse tipo de projeto, com isso foram analisadas alternativas para a viabilização da tecnologia.
Palavras-chave: fotovoltaica; viabilidade; Sinop.
Abstract: The photovoltaic system connected to the grid is able of converting solar energy into electricity through a device known as Grid Tie. The innovation of this system is that it’s not necessary to store the energy, it is injected into the power grid, working together with the local dealership for a compensation system. In the city of Sinop, the municipality of this study, there is no record of this technology yet. The city is far from producing centers of photovoltaic modules, which implies an increase in the final amount of the product. Dealing with this new technology, there are many obstacles and bureaucracy for their development, however the implementation of it can bring many benefits, due to the fact of photovoltaic be ecofriendly and able to meet the necessity of the population. For the analysis of economic issues, was made a mapping of the actual situation, and it was found that even the Mato Grosso state has great potential for production of solar energy, there are economic obstacles that make unfeasible the implementation of such project, with this were analyzed alternatives to the viability of the technology.
Keywords: photovoltaic; viability; Sinop.
1 Introdução
O aumento da demanda de energia no decorrer dos anos é crescente, além de se ter preocupações de como obter esse acréscimo, tem-se dado também atenção à qualidade dessa energia, e suas consequências ao meio ambiente. Notam-se cada vez mais preocupações das empresas geradoras e consumidoras de energia com a sua qualidade e impacto causado. A cada dia que passa cresce as discussões sobre formas de produzir energia limpa, ou energia verde, como também é conhecida.
É definido pelo Instituto Nacional de Eficiência Energética, INEE, como geração distribuída, GD, “a geração de energia elétrica realizada junto ou próxima dos consumidores, independente da potência, tecnologia e fonte de energia”. A GD pode ser gerada pelas seguintes formas: eólica, solar, hidráulica, biomassa e hidrogênio. Segundo o INEE, 2013, faz-se necessário destacar que o termo geração distribuída não está ligado a nenhum tipo específico de fonte de energia. Dentre as vantagens desse tipo de geração distribuída, está a não perda de energia durante a transmissão. Segundo ROCKMANN, (2012) chega a 17,5% de toda energia transmitida é perdida devido à
distância. Sendo que desse total 4,2% situam-se no setor de transmissão de energia e 13,3% na área de distribuição. Além disso, são incentivadas formas de energia limpa, como a solar e a eólica. Segundo Cardoso (2009), a GD “deve buscar benefícios como: reduzir a dependência de uma única fonte de energia, melhorar o aproveitamento de recursos naturais distribuídos e aumentar a participação de fontes limpas na matriz energética”.
As vantagens econômicas da GD são pouco comentadas, possivelmente por não se ter “creditos” perante o consumidor, e não ser ainda tão comum. Existem normas que já estão sendo feitas para a regulamentação desse método, e empresas brasileiras já vem desenvolvendo tecnologias e aos poucos conquistando os consumidores para a implantação da GD.
A geração distribuída por meio de sistemas fotovoltaicos é basicamente um conjunto de equipamentos capazes de transformar a energia solar em energia elétrica. Esses sistemas atuam de diversas formas conectadas a rede, isolados, híbridos, usinas solares e bens de consumo.
Por esta geração ser dependente da luz do sol, esse sistema apresenta vantagens ao trabalhar em conjunto com a concessionária de energia elétrica, que seriam os “conectados a rede”, este traz benefícios ao consumidor, como a diminuição no 1
Graduando em Engenharia Civil, UNEMAT, Sinop, Brasil, [email protected]
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Bacharel em Arquitetura, Professora Orientadora, UNEMAT, Sinop, Brasil. [email protected]
custo da conta de energia, pois pode ser feito um sistema de compensação com a concessionária local. Esse sistema funciona da seguinte maneira, quando a incidência solar é máxima, a produção de energia também atinge seus valores máximos, gerando assim energia além do necessário, este excedente é injetado na rede da concessionária. Quando há uma baixa incidência solar, os sistemas trabalham com sua capacidade reduzida, assim a concessionária de energia “devolve” o que foi injetado durante o dia, desta forma, o produtor independente da GD fica com uma espécie de “creditos” com a concessionária, para o momento em que a sua geração não for suficiente podendo ele desfrutar da energia da rede sem gastos até que seus “créditos” sejam esgotados, estes tem validade de 36 meses, conforme a norma 482/ 2012 da Agência Nacional de Energia Elétrica,ANEEL. Entretanto o custo da GD fotovoltaica possui um investimento inicial elevado, cujo retorno aparece ao longo dos anos. Segundo ITO R. S. et al, 2009, o
payback, tempo de retorno do investimento, para a
instalação dos aparelhos utilizados está em torno de 11 anos. Porém a região em estudo possui um agravante, não tem empresas distribuidoras da tecnologia próxima, e nem mão de obra especializada para a instalação dos equipamentos. Embora a questão econômica ao primeiro olhar possa não parecer tão atrativa, a GD fotovoltaica se mostra muito favorável em termos de rendimento, visto que ela depende somente do sol para se ter um bom desempenho, e a região estudada é bastante privilegiada nesse aspecto. Assim a GD torna-se atrativa, e eleva o número de estudos e projetos para que a tecnologia ganhe “creditos” no mercado. 2 Revisão Bibliográfica
2.1 Sistema fotovoltaico conectado a rede
Nos últimos anos o crescimento do mercado fotovoltaico tem sido de forma exorbitante. O aumento nas vendas de módulos fotovoltaicos provocou um acréscimo de 140%. Isso faz com que a indústria fotovoltaica tenha o maior crescimento em tecnologias de fonte de energia renovável (RÜTHER R, et al; 2010).
O sistema fotovoltaico é basicamente um conjunto de equipamentos capazes de transformar a energia solar em energia elétrica. Esses sistemas atuam de diversas formas, e uma delas é estar conectada a rede. O sistema conectado a rede, possui a vantagem da não necessidade de armazenamento, pois toda a energia que é produzida no momento e que não é utilizada pela própria residência é injetada na rede, trabalhando assim com um sistema de compensação, em conjunto com a concessionária.
Também se somam as vantagens desse tipo de geração a diminuição da perda de eletricidade, e redução de investimentos com transmissão e distribuição da energia.
Os painéis devem ser projetados de forma correta, sendo feito um estudo elaborado, para que ele fique o mínimo possível em sua forma ociosa. Esse tipo de geração de energia é considerada limpa, silenciosa, renovável e inesgotável.
A figura 1 mostra que o crescimento da GD fotovoltaica foi extremamente alto, que evoluiu
consideravelmente nos últimos 30 anos, de 1985 ate 2008 os valores se tornaram bem expressivos:
Figura 1 - Distribuição por setores de aplicação da produção anual mundial de módulos. Fonte: Navigant Consulting,
2009. Apuud, RÜTHER R. et al., 2010.
O gráfico deixa claro, que a forma de se utilizar a GD, vem mudando, o que antes era usada somente em artigos de consumo, hoje tem um elevado número conectado à rede elétrica, valor que chega a 90%. Dessa maneira pode-se produzir energia elétrica a todo o momento, o que não for de necessidade no instante da produção é injetado na rede elétrica, sem a utilização de baterias e tendo perdas bem reduzidas.
2.2 Matriz energética do Brasil x Alemanha
O contexto energético mundial é composto por 13% de fontes renováveis no caso de Países industrializados. O Brasil possui a matriz energética mais renovável do mundo, com 45,3% de sua energia proveniente de recursos hídricos, biomassa e etanol, além das energias eólica e solar. No caso das hidroelétricas, elas são responsáveis por 75% da energia gerada no Brasil (GOVERNO DO BRASIL, 2013).
Devido a incentivos ela se torna mais viável economicamente, porém não se pode basear a matriz energética de um país somente em uma fonte de energia.
A Alemanha era um país muito dependente de fontes externas de energia, isso representava uma insegurança, e a partir daí houve a necessidade de mudanças, dentre diversas opções iniciou-se o incentivo a energia solar, com o programa de telhados solares, um exemplo que deu certo e hoje a Alemanha é líder em produção de energia fotovoltaica.
Baseado na metodologia Alemã, a matriz energética Brasileira também pede mudanças, independente da viabilidade econômica, a GD fotovoltaica é uma opção de produção de energia, que não agride o meio ambiente, que traz vantagens e independência ao produtor.
A GD fotovoltaica pode diversificar a matriz energética brasileira, dando um auxílio à demanda de energia. A localização do Brasil é bem favorável a esse tipo de produção, além de uma elevada incidência solar de 1.000 kWh/m² o país possui 8,5 milhões de km² (NUPAC, 2008 apud RUTHER, 2008). Além disso, segundo NUPAC, 2008 apud RUTHER, 2008, a implantação de novas hidroelétricas no país envolvem questões como a infraestrutura das linhas de transmissão e distribuição, as perdas energéticas associadas e as restrições ambientais, assim o custo
para a implantação de centrais hidroelétricas se tornam mais elevados.
2.3 Programa de incentivo Alemão x Programa proposto por RUTHER
A Alemanha, país referência em GD fotovoltaica, possui um sistema de incentivo em que a concessionária de energia elétrica é obrigada a realizar a compra dos kWh produzidos por fonte de energia renovável por produtores independentes, pagando a eles uma “tarifa prêmio”, que é superior ao kWh convencional e dependente de cada tipo de tecnologia. Essa tarifa é paga ao longo do programa, fazendo com que os produtores independentes recuperem o investimento em torno de 10 a 12 anos (RUTHER, 2008).
O programa proposto por RUTHER, 2008, tende a seguir um modelo que já é sucesso, o modelo Alemão, entretanto dentro das possibilidades do país. O programa brasileiro pretende fazer o mesmo sistema de preços, porém contemplando somente a energia fotovoltaica. E seriam excluídos do programa consumidores de baixa renda.
2.4 Condições locais
O município de Sinop está localizado a aproximadamente 500 km da capital do estado de Mato Grosso, Cuiabá. O clima da região é predominantemente quente, segundo o Instituto Nacional de Meteorologia, INMET, a temperatura dificilmente foi inferior à mínima de 20ºC, e a média anual é de 24ºC. Isso se torna favorável para a produção de energia elétrica por fonte solar, visto que o sistema depende da luz do sol.
Mais especificamente, são utilizados dados de irradiação, que é a propagação de energia, dado usualmente em Wh/m². Podemos analisar no mapa apresentado na figura 2 e 3:
Figura 2 - Mapeamento da radiação solar na Alemanha. Fonte: Solar Energy, 2013.
Figura 3: Mapeamento da radiação solar no Brasil. Fonte: Solar Energy, 2013.
De acordo com o mapa, a melhor irradiação incidente no estado de Mato Grosso tem em média 5,7 kWh/m² por dia. Um valor alto, levando em consideração que a Alemanha, exemplo em GD fotovoltaica, possui como melhor média o valor de 3,013 kWh/m² por dia.
2.5 Desempenho da placa solar
A incidência solar possui uma razão de 1000 W/m². O bom desempenho do sistema está diretamente ligado ao bom desempenho da placa solar, e são vários os fatores que influenciam no seu rendimento, dentre eles: o clima, a incidência solar, a disposição e angulação das placas. Deve-se otimizar as placas para que elas recebam sol o dia todo, porém isto se torna difícil, então preferivelmente no horários das 9 às 15 horas.
Para que haja um melhor aproveitamento do sol, existem dispositivos que movimentam as placas, estes são conhecidos como: “Seguidores de Sol, ou
Sun Trackers”. Em algumas situações, estes
dispositivos aumentam em até 30% da eficiência da placa.
2.6 Normativas vigentes
Com a disseminação da GD, surgiu a necessidade de se criar normas para a sua regulamentação. Inicialmente a ANEEL em 2012 lançou a primeira norma referente à GD. A Normativa Nº 482, que regulamenta a mini e micro geração de energia pelo sistema de compensação, e estabeleceu um prazo de 240 dias após a publicação para as concessionárias criarem suas próprias normativas.
Diante desse fato, a Centrais Elétricas Matogrossenses, CEMAT concessionária atuante no município de Sinop, criou sua normativa, dividida em duas partes, que regulamenta a geração distribuída de baixa e média tensão. E são elas: NTE-041- Conexão de Geração Distribuída em Baixa Tensão, e NTE-042- Conexão de Geração Distribuída em Média Tensão.
De acordo com a norma NTE-042, a produção de energia em média tensão, na qual se enquadra ao caso em estudo, se encontra o intervalo de no mínimo 75 KW e no máximo 1000 KW. Esta pode ser por fonte solar, eólica, dentre outras.
2.7 Questões econômicas
Para a análise de viabilidades de uma tecnologia ou um investimento, existem diversas variáveis econômicas que devem ser levadas em consideração. Essas variáveis podem mostrar ao investidor, antes que seu dinheiro seja aplicado, se este lhe trará retorno e de quanto será. As principais variáveis que serão analisadas são: Payback, VPL, TIR.
O payback, que em português significa retorno, “trata-se de um método que mensura o tempo necessário para que sejam recuperados os recursos investidos em um projeto (BRAGA, 1998 apud BRITO, 2013)”. O Payback está relacionado aos prazos, o tempo de retorno de um investimento, levando em consideração todos os investimentos feitos ao longo do tempo, sem remuneração. Ele calcula o tempo entre o empréstimo inicial e o momento no qual o lucro líquido acumulado se iguala ao valor desse investimento.
Esse método possui vantagens, como: mostrar os riscos do investimento, é de fácil compreensão,
aumenta a segurança nos negócios da empresa, e se torna atraente em projetos que necessitam de recuperação de capital em um espaço de tempo mais curto.
O Valor Presente Líquido, VPL, é basicamente o cálculo de quanto os futuros pagamentos, que são os retornos obtidos pelo investimento, somados a um custo inicial estariam valendo atualmente. Caso o VPL encontrado no cálculo seja negativo, o retorno do projeto será menor que o investimento inicial, o que sugere que ele seja reprovado. Caso ele seja positivo, o valor obtido no projeto pagará o investimento inicial, o que o torna viável. Caso seja zero, significa que o projeto não tem nenhum retorno, e também não teve lucros.
A Taxa Interna de Retorno, TIR, nada mais é do que a taxa percentual do retorno do capital investido, ou seja, o que irá render o investimento, dessa forma pode-se comparar com qualquer outro tipo de investimento, pois é analisada em forma percentual. O cálculo da TIR indica se o investimento vai ou não valorizar uma empresa ou alguns bem de consumo, portanto pode-se decidir se irá ou não fazer o investimento através dessa variável. Para seu cálculo, necessita-se geralmente de meios informáticos, devido a sua complexidade, deve-se projetar o fluxo de caixa em que mostre a entrada e saída de dinheiro devido ao investimento em questão.
Outro fator que deve ser levado em consideração quando se trata das questões econômicas é a análise de viabilidade, é o chamado “custo de oportunidade”, que é representado pelo valor das oportunidades que não foram escolhidas, ou seja, o custo da alternativa que foi deixada de lado. É um custo implícito, porém é bastante utilizado pelos economistas quando se deseja definir os riscos e a viabilidade de um investimento.
3 Metodologia
O presente trabalho buscou analisar a viabilidade econômica da implantação de placa solar conectada a rede elétrica, de acordo com o rendimento das placas para o município em questão.
A pesquisa foi realizada em 5 (cinco) etapas, divididas em tópicos.
3.1 Mapa de irradiação de Mato Grosso
Para a criação dos mapas de radiação para o estado de Mato Grosso, foi necessário o contato com o INMET, Instituto Nacional de Meteorologia, pois no estado tem-se um total de 33 (trinta e três) estações meteorológicas automáticas, onde se mede os valores de radiação. Porém, só foram fornecidos dados de 29 (vinte e nove) estações, devido à falha de equipamento das outras 4 (quatro) estações. Foram disponibilizados dados dos últimos 2 (dois) anos de operação, ano de 2011 e 2012.
Os dados foram fornecidos em kJ/m², (kilo joule por metro quadrado), porém o valor foi transformado para kWh/m², (kilo watt hora por metro quadrado), pois esta é a unidade de medida usual quando se trata de irradiação.
Para a confecção dos mapas, foi utilizado um software para sistemas de informações geográficas, e foram feitos mapas mensais para mostrar o mês de maior
incidência e consequentemente o período de maior rendimento da placa, com o intuito de provar que a região de Sinop é totalmente apta a produção de energia solar.
Os mapas dividem a irradiação por faixas, no geral em 3 (três) cores semafóricas. As regiões que não possuem estações automáticas, não há dados disponíveis, e então ficarão em branco. Segundo o INMET, o raio de atuação de cada estação é de 200 km.
3.2 Tecnologia analisada
A tecnologia fotovoltaica inova a cada dia. Para cada placa solar conectada a rede, é necessário um inversor Grid Tie, esse aparelho permite aos usuários de energia solar interligar seu sistema com a rede da concessionária. Sendo assim, os excedentes de energia produzidos pelos sistemas alternativos podem alimentar outros consumidores da rede da concessionária.
Para o estudo, foi orçada a tecnologia disponível em mercado, com possibilidade de entrega para o município de Sinop. Ao todo foram obtidos cinco orçamentos, todos apresentando os mesmos padrões: módulo fotovoltaico, inversor Grid Tie, e materiais adicionais para o suporte das placas.
Para os módulos fotovoltaicos, têm-se em torno de 8 placas, todos com uma potência instalada de aproximadamente 2 KWp, que em kWh que significa aproximadamente 250 kWh/mês.
A garantia dos equipamentos orçados fica mantida em torno de 25 anos.
3.3 Análise de custo da energia elétrica pelo sistema convencional x tecnologia fotovoltaica em Sinop-MT.
3.3.1 Custo da energia elétrica pelo sistema convencional
Foi analisado o valor da energia elétrica, de acordo com as tarifas cobradas pela Cemat, concessionária local. As tarifas cobradas estão de acordo com a Resolução Homologatória ANEEL nº 1506, de 05 de abril de 2013, vigência a partir de 08 de abril de 2013. E encontram-se disponíveis no site da concessionária. O valor da tarifa é a soma do valor da Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição (TUSD), + Tarifa de Energia (TE), e esses valores variam de acordo com as faixas de consumo.
Segundo a CEMAT, a média de consumo de energia elétrica para o estado de Mato Grosso é de 180 kWh/mês, porém consumos de até 220 kWh/mês recebem desconto, pois se enquadram em consumidores de baixa renda, portanto o valor adotado para o estudo foi de um consumo de 250 kWh/mês, que irá se encaixar segundo a resolução da Cemat, no subgrupo B1- Faixa de consumo acima de 220 kWh/mês.
Os impostos que se somam na conta de energia elétrica são: Imposto sobre operações relativas à circulação de mercadorias e sobre prestações de serviços (ICMS), Contribuição para Financiamento da Seguridade Social (COFINS,) e o Programa de Integração Social, (PIS).
Também se somam ao valor final, a taxa de iluminação pública e o seguro residencial. São esses os valores que compões o valor do kWh.
3.3.2 Custo da tecnologia fotovoltaica para Sinop-MT
Para a cidade de Sinop, a 500 km da capital Cuiabá, são poucas as empresas que fornecem a tecnologia a tal distância dos grandes centros no sudeste do país. Para reunir os orçamentos, foi feito um contato com as empresas via e-mail e telefone, e neles pediam: material elétrico de instalação do sistema fotovoltaico, painel fotovoltaico, microinversor, suporte para fixação dos painéis fotovoltaicos, serviço de instalação do sistema fotovoltaico, projeto elétrico e regularização do sistema, ou seja, o valor total do produto em pleno funcionamento na residência.
De todas as empresas que se manteve o contato, apenas 5 (cinco) delas disponibilizaram informações, e apenas 3 (três) informaram os valores de frete e instalação dos produtos, juntamente com o valor de deslocamento da equipe de instalação.
Para concluir os orçamentos, foi feito uma estimativa dos valores, tais como de frete e instalação de equipamento e deslocamento de pessoal, para as duas empresas que não dispuseram informações dos valores desse serviço. A estimativa foi baseada nos outros 3 (três) orçamentos disponíveis, analisando a localidade da cada empresa, para assim se calcular o frete, e também o número necessário de pessoas para realizar a instalação, para obter o valor de deslocamento e acomodações da equipe. Assim se obteve um valor médio, que seriam os serviços adicionais.
Tendo os cinco orçamentos completos, foi necessário calcular o valor total do custo da implantação com relação à capacidade de produção da placa. Como já citado anteriormente, o valor médio adotado foi de 250 kWh/mês, entretanto algumas empresas não tinham o dimensionamento exato para esse consumo, algumas possuíam um rendimento maior, e outras um rendimento menor. Com isso calculou-se o valor total investido para uma produção estimada em 250 kWh/mês. A partir dai foi necessário um valor médio, que envolvesse os cinco orçamentos, então foi feito um cálculo de média simples, assim obtendo o valor médio.
3.4 Análise dos indicadores econômicos
Uma etapa importante para verificar a viabilidade da implantação da tecnologia, é a verificação das variáveis econômicas. Para a realização dos cálculos para se obter os valores do payback, VPL e TIR, foi imprescindível a ajuda do professor economista Mestre em Economia Industrial, Feliciano Azuaga. Foram analisadas essas três variáveis através de uma planilha em formato Excel, disponibilizada pelo professor. Entretanto o cálculo de cada uma delas foi realizado através de fórmulas já bastante conhecidas no meio econômico.
O payback, que é o tempo de retorno do valor investido, é calculado pela seguinte fórmula:
O VPL, Valor Presente Líquido, possui uma fórmula um pouco mais complexa. Têm-se a situação abaixo;
Onde: Co = investimento inicial C1, C2... Cn = valor do retorno n = Períodos de tempo total t = tempo
Com isso temos um, Valor Presente, VP, que é dado por:
Onde: i = Taxa de juros referente.
Para o cálculo do TIR, Taxa Interna de Retorno, tem uma situação um pouco mais complexa, onde geralmente são utilizados meios informáticos para o cálculo, pois se tem a seguinte fórmula;
Onde: Co = investimento inicial C1, C2... Cn = valor do retorno TIR = valor em % que será obtido
A partir dessas fórmulas, foi possível analisar todas as variáveis relevantes para o investimento em uma determinada tecnologia.
Outro fator que não foi deixado de lado é o custo de oportunidade, que foi analisado de acordo com a taxa de juros Selic, disponibilizado pelo Banco Central.
3.5 Viabilização de tecnologia
Devido ao resultado final, e para uma possível comparação, mais de uma situação foi criada, além da situação real, foram feitas três simulações.
A primeira como já citada, foi à condição real.
A segunda foi à situação em que não se incluía o valor do frete e o deslocamento da equipe de instalação, foi avaliado somente o valor do produto, partindo do princípio que a região norte do Mato Grosso passaria a estimular a vinda das empresas, que oferecem a tecnologia fotovoltaica, para o estado. A terceira situação foi de um valor final reduzido, supondo um possível desconto, ou financiamento da tecnologia.
E a quarta usando o valor total do investimento, sem descontos, porém supondo um bônus a quem aderisse à tecnologia. Partindo da ideia que esse bônus seria pago inicialmente pelo governo brasileiro, uma espécie de tarifa prêmio, baseado no programa
alemão de telhados solares, um incentivo aos produtores da energia limpa.
A partir dessas quatro condições, foram criadas duas situações para o custo de oportunidade. A primeira mostrando o valor atual da taxa de juros, e a segunda foi feito uma redução desse valor. Após a análise dos indicadores, os resultados foram dispostos em forma gráfica, para fazer uma comparação dos diferentes resultados.
4 Resultados
4.1 Mapa de irradiação de Mato Grosso
Os 12 (doze) mapas de irradiação confeccionados, mostram a situação do estado no que se trata de condições naturais, ou seja, o que o ambiente propicia para o bom desempenho da tecnologia.
Os mapas abaixo revelam a quantidade de irradiação incidente em cada região. Neles está disposto a cada mês o valor alcançado. Totalizando os 12 (doze) meses do ano. Os valores se modificam a cada mês em cada município.
Figura 4 - Irradiação referente ao mês de janeiro. Fonte: O Autor.
Figura 5 - Irradiação referente ao mês de fevereiro. Fonte: O Autor.
Figura 6 - Irradiação referente ao mês de março. Fonte: O Autor.
Figura 7 - Irradiação referente ao mês de Abril. Fonte: O Autor.
Figura 8 - Irradiação referente ao mês de maio. Fonte: O Autor.
Figura 9 - Irradiação referente ao mês de junho. Fonte: O Autor.
Figura 10 - Irradiação referente ao mês de julho. Fonte: O Autor.
Figura 11 - Irradiação referente ao mês de agosto. Fonte: O Autor.
Figura 12 - Irradiação referente ao mês de setembro. Fonte: O Autor.
Figura 13 - Irradiação referente ao mês de outubro. Fonte: O Autor.
Figura 14 - Irradiação referente ao mês de novembro. Fonte: O Autor.
Figura 15 - Irradiação referente ao mês de dezembro. Fonte: O Autor.
Com os mapas podemos notar que o estado possui índices de irradiação mensal elevados, vendo que os meses de melhor incidência são agosto, e dezembro, com a predominância de índices que estão entre 184 e 214 kWh/mês. Podemos perceber que apesar das chuvas que se fazem bem presentes no mês de dezembro, os índices de irradiação continuam elevados, provando que no quesito irradiação solar, o estado de Mato Grosso está apto à produção de energia fotovoltaica.
Fazendo uma comparação com a Alemanha, referência em produção fotovoltaica, seus índices chegam a ser 40% inferior que os índices do estado de Mato Grosso, o que torna o estado atraente para a tecnologia, com condições locais mais do que adequadas.
Analisando individualmente o município de Sinop, pode-se notar a variação incidente no estado durante o ano, conforme o gráfico a seguir:
Figura 16 - Valores mensais de irradiação em kWh/mês em Sinop. Fonte: O Autor.
Com a Figura 15, podemos notar que para Sinop, o mês de outubro, apresenta o maior índice de irradiação, seguido pelo mês de dezembro e depois agosto. Com isso temos os três meses de maior rendimento da placa fotovoltaica para o município.
4.2 Análise de custo da energia elétrica pelo sistema convencional x tecnologia fotovoltaica em Sinop-MT.
4.2.1 Custo da energia elétrica no sistema convencional
Visto que a classe de consumo de energia se encaixa no subgrupo B1, faixa de consumo acima de 220 kWh/mês, nota-se que o valor do quilowatt-hora (kWh) é de R$ 0,337 (pouco mais de 33 centavos), isso sem incluir os impostos juntamente com a taxa de iluminação pública.
Adicionando o valor dos impostos, ICMS, COFINS, PIS, e a taxa de iluminação pública, o kWh para o subgrupo B1 passa a custar aproximadamente R$ 0,5222 (pouco mais de 52 centavos).
Dessa forma, para o consumo estipulado, o valor a ser pago mensalmente gira em torno de R$ 130,56 reais. Pode ser visualizado pelo cálculo abaixo:
No entanto, com a instalação dos módulos fotovoltaicos, terá uma economia estimada em R$ 1.566,691 reais por ano. E considera-se que a placa tem sua eficiência garantida por 25 anos.
4.2.2 Custo da tecnologia fotovoltaica para Sinop-MT.
Após o levantamento dos dados do orçamento, e feita às estimativas do valor de frete e instalação para as empresas que não disponibilizaram esse dado, pode-se visualizar os dados da tabela abaixo:
Tabela 1 - Orçamentos Valor dimensionado para 250kWh/mês
Valor do Equipamento Valor de despesas adicionais Valor total Empresa A 17.961,4 3.600,0 20.855,3 Empresa B 24.220,7 10.399,2 34.620,0 Empresa C 18.376,8 11.779,0 30.155,8 Empresa D 19.324,4 8.228,8* 27.553,2 Empresa E 21.199,2 10.761,0* 31.960,2 VALOR MÉDIO 20.216,5 8.953,6 29.028,9
* Valor estimado. Fonte: O autor.
A partir dessa tabela podemos observar que o custo médio para a tecnologia estar em pleno funcionamento no município de Sinop, é de R$ 29.028,94 reais, sendo que desse total, aproximadamente 30,84% envolvem serviços de frete, deslocamento e alojamento da equipe de serviços de instalação.
4.3 Tecnologia analisada
Após a montagem do material necessário para o funcionamento pleno do sistema fotovoltaico conectado a rede, tem-se o seguinte esquema:
Figura 17 - Esquema fotovoltaico instalado. Fonte: Solar Energy, 2013.
Com isso percebemos a presença das placas solares, que no projeto dimensionado para 250 kWh/mês gira em torno de oito módulos, o inversor Grid Tie, e o medidor de energia, que permite o controle de energia injetada na rede, para usar o sistema de créditos.
4.4 Análise dos indicadores econômicos
Depois de realizado os cálculos dos indicadores econômicos, realizou-se um mapeamento da situação e dos riscos financeiros que o novo investimento pode acarretar.
Os valores do Payback, VPL e TIR, que foram calculados com o valor total do investimento, R$ 29.028,94 reais, e com a taxa de juros da Selic de 9,5% ao ano.
Tabela 2 - Situação real
Total do investimento R$ 29.028,9
Taxa de juros ( i ) 9,5% ao ano
Economia Mensal ( C ) R$ 1.566,0
n 25 anos
Fonte: O autor.
A partir desses dados, têm-se os resultados abaixo: Tabela 3 – Resultado dos indicadores econômicos na
situação real. Indicadores econômicos Payback 18,5 anos VPL -R$ 14.249,7 TIR 2,4% Fonte: O autor.
Os resultados mostram um payback de mais de 18 anos, um valor negativo para o VPL, e uma Taxa Interna de Retorno de apenas 2,45%. O que torna a situação econômica atual inviável.
4.5 Viabilização de tecnologia
Para que pudesse ser feito uma comparação, analisando de diferentes ângulos à situação de um novo investimento, foram feitas diferentes hipóteses com o custo da nova tecnologia.
O esquema abaixo permite um melhor entendimento das simulações.
Figura 18 - Esquema das simulações. Fonte: O autor. A partir desse esquema, obtêm-se oito situações diferentes. Cada projeto teve os seguintes resultados:
4.5.1 Simulação A Projeto 1:
Esta é a situação real, que foi citada no item 4.4 e está esquematizada pelas tabelas dois e três.
Projeto 2:
Situação em que a taxa de juros é de 9,5% ao ano, e que o custo do projeto inclui somente o valor médio do equipamento, excluindo serviços de instalação e frete, que custa em torno de 30,84% do valor total.
Projeto 3:
Neste projeto a taxa de juros também é de 9,5% ao ano, entretanto o valor investido pelo comprador é reduzido. Foi estipulado um valor de desconto fictício de 50% do valor total do projeto, ou seja, de R$ 14.514,50 reais. Valor de desconto orientado por um economista de renome no estado.
Projeto 4:
Nesta simulação, o valor investido é o total do custo, de R$ 29.029 reais, entretanto o rendimento que terá ao longo dos 25 anos será maior, haverá uma espécie de créditos, estimada em 35%.
A tabela abaixo demonstra os dados citados:
Tabela 4 - Relação dos projetos 1, 2, 3 e 4 da simulação A.
Projeto 1 Projeto 2 Projeto 3 Projeto 4 Co 29.0 20.216,5 14.514,5 29.0 i 9,5% 9,5% 9,5% 9,5% C 1.566,0 1.566,0 1.566,0 2.166,0 n 25 anos 25 anos 25 anos 25 anos Co: Valor investido. i: Taxa de Juros. C: Rendimento anual.
n: Período de tempo. Fonte: O autor.
Com a tabela 4, podemos perceber que para o projeto 1, 2 e 3, os valor da taxa de juros e o rendimento anual permanecem constantes, somente no projeto 4 esses valores são alterados. O período de tempo permanece o mesmo em qualquer das simulações, pois, como já citado anteriormente, este é o período de garantia de eficiência dos módulos fotovoltaicos. Com esses dados, é gerado, através das formulas já citadas, as variáveis econômicas, payback, VPL e TIR, como na tabela abaixo:
Tabela 5 - Indicadores econômicos da simulação A. Indicadores econômicos Projeto 1 Projeto 2 Projeto 3 Projeto 4
Payback 18,5 anos 12,9 anos 9,8 anos 13,7anos
VPL -14.249,7 - 5.437,2 264,7 - 9.1
TIR 2,4% 5,9% 9,7% 5,3%
Fonte: O autor.
Nota-se que o desempenho mais satisfatório da simulação A, foi o do projeto 3, pois se obteve o menor valor de payback, um VPL positivo, e também o maior valor para o TIR.
4.5.2 Simulação B
Para esta situação, os valores do investimento inicial, rendimento anual e também o período de tempo, permanecem os mesmos, alterando somente o custo de oportunidade, que foi estimado em 2%, também é um valor fictício, orientado por um economista de
Custo da tecnologia Fotovoltaica SIMULAÇÃO A Custo de oportunidade. Taxa selic de 9,5% Projeto 1 Projeto 2 Projeto 3 Projeto 4 SIMULAÇÃO B Custo de oportunidade. Taxa estimada em 2% Projeto I Projeto II Projeto III Projeto IV
renome no estado. A tabela 6 mostra a situação da simulação B.
Tabela 6 - Relação dos projetos I, II, III e IV da simulação B.
Projeto I Projeto II Projeto III Projeto
IV
Co 29.0 20.216,5 14.514,5 29.0
i 2% 2% 2% 2%
C 1.566,0 1.566,0 1.566,0 2.166,0 n 25 anos 25 anos 25 anos 25 anos Co: Valor investido. i: Taxa de Juros. C: Rendimento anual.
n: Período de tempo. Fonte: O autor.
Dessa forma, os indicadores econômicos para a nova situação estão de acordo com a tabela a seguir:
Tabela 7- Indicadores econômicos da simulação B.
Indicadores econômicos Projeto I Projeto II Projeto III Projeto IV Payback 18,5 anos 12,9 anos 9,3 anos 13,7 anos VPL 1.544,7 10.357,1 16.059,2 12.245,5 TIR 2,4% 5,9% 9,7% 5,3% Fonte: O autor.
A partir dos valores da tabela 7, percebe-se que todos os valores do VPL deram positivos, o que significa um retorno no investimento, o lucro que foi gerado. A partir dessas simulações, têm-se um valor em que se representa a situação real e atual da economia relacionada ao investimento, e 7 hipóteses que devem ser avaliadas.
Analisando o resultado da situação real, para se investir em energia fotovoltaica, notam-se diversos empecilhos. O elevado valor de frete, as altas taxas de juros mostram a inviabilidade econômica da implantação dessa tecnologia para o município de Sinop.
Entretanto com os outros 7 (sete) valores, as várias simulações feitas mostram que com algumas mudanças no cenário econômico essa tecnologia pode tornar-se mais acessível.
Para o projeto 2, 3 e 4 cuja taxa de juros é de 9,5%, correspondente à situação atual, possuem valores pouco satisfatórios.
Para o projeto 2, há um payback de quase 13 anos, e um VPL negativo, o que significa uma perda do capital investido, tornando-se assim uma medida inviável, pois mesmo excluindo o valor das despesas adicionais a elevada taxa de juros não permitiu um resultado positivo.
Para o projeto 3, levando em conta um desconto de 50% do custo total do projeto, financiado pelo governo, obteve-se um payback de pouco menos de 10 anos, e alcançou um VPL positivo, porém com um valor consideravelmente pequeno, em torno de 1,8% do custo total do investimento. O TIR foi de pouco mais de 9%. Mesmo não tendo prejuízo, o retorno é quase desprezível.
Já no projeto 4, mesmo dando um bônus a quem aderisse a tecnologia, o payback foi elevado, de quase 14 anos, e o VLP negativo, com um prejuízo acima de 9.000, o que significa a inviabilidade de tal hipótese.
Vendo esses valores, a realidade atual foi modificada, reduzindo a taxa de juros, custo de oportunidade, a 2%, à situação torna-se um pouco agradável.
Para o projeto I, em que a situação se aproxima da real, modificando somente a taxa de juros, os resultados são melhores, porém ainda não o desejado. O payback é elevado, de mais de 18 anos, e o VPL positivo, entretanto um valor considerado baixo.
Para o projeto II, em que não se incluí o valor do frete, somente o da tecnologia em estudo, os valores são bem mais atraentes, um payback de pouco mais de 12 anos, e um VPL de mais de dez mil, um resultado bom, que deve ser levado em consideração.
No caso do projeto III, foi onde obteve-se o melhor resultado. Foi a melhor hipótese criada, um desconto de 50% no custo total da tecnologia, com uma taxa de juros de 2%. Seu payback foi de menos de dez anos e seu VPL ultrapassou o valor de 15 mil reais. Isso faz com que a nova tecnologia seja bem atrativa
Para o projeto IV, o valor também foi positivo, apesar de um payback elevado, teve-se um VPL positivo e com um valor considerável.
5 Considerações finais
As simulações foram feitas para descobrir qual fator econômico esta inviabilizando a implantação da tecnologia na cidade de Sinop. A hipótese de reduzir o valor do frete mostra a necessidade, e as vantagens econômicas se fossem montadas empresas do ramo no estado, pois a distância do município dos polos industriais da tecnologia fotovoltaica eleva consideravelmente o custo da mesma.
Para a situação em que se tem um custeio, possivelmente por parte do governo, de 50% do valor total da tecnologia, pode ser aderido devido ao fato de que é uma opção alternativa para a produção de energia limpa, que com a propagação das placas solares, reduziria a demanda de energia no estado, até mesmo no país. Evitando a necessidade de construção de novas usinas.
A última opção seria uma espécie de bônus ao produtor de energia limpa, um bônus do ônus financeiro. Assim com o bônus garantido, e um retorno financeiro que os indicadores mostraram, a tecnologia se torna atraente aos consumidores. As hipóteses abrem espaço para projetos futuros na área de viabilização de novas tecnologias.
A situação econômica atual é inviável para a instalação da tecnologia, entretanto este já era um resultado esperado, devido ao fato de que todas as novas tecnologias inicialmente são inviáveis, tornando-se possíveis somente com incentivos e projetos para a viabilização.
A tecnologia fotovoltaica conectada e rede é uma opção de energia limpa, que não agride de forma alguma o meio ambiente. O estado de Mato Grosso é privilegiado se tratando de incidência solar. Entretanto medidas devem ser tomadas para a disseminação dessa tecnologia, para assim diminuir a demanda de energia consumida no país, e fazer com que se tenha outra opção além das hidroelétricas, assim pode-se haver uma melhora no contexto energético do país.
Agradecimentos
Este trabalho é uma importantíssima etapa para que eu possa concluir o meu curso de graduação, e é também uma realização pessoal. Então agradeço primeiramente a minha família, aos meus pais João e Giane Dal Bem, e ao meu querido irmão Rafael Dal Bem, que sempre me apoiaram, possibilitando-me concluir essa fase da minha vida.
Agradecer também a minha orientadora Jaqueline Pértile, que sempre esteve presente, fazendo muito além do que era de dever. Ao meu primo Julio Dal Bem que sempre me apoiou em todas as etapas deste trabalho. Também não posso deixar de agradecer, o professor mestre Feliciano Azuaga, pois sua ajuda foi de suma importância. E também a geóloga Elizete Backers. Também não posso deixar de citar os queridos Renan, Julieni e Shoara por todo o apoio. E demais amigos que de forma direta ou indireta contribuíram para realização deste trabalho. Referências
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