Estudo de caso de uma análise econômica de um sistema fotovoltaico para microgeração distribuída

FORTALEZA 2018

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Igor da Silveira Holanda

ESTUDO DE CASO DE UMA ANÁLISE ECONÔMICA DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO PARA MICROGERAÇÃO DISTRIBUÍDA

FORTALEZA 2018

IGOR DA SILVEIRA HOLANDA

ESTUDO DE CASO DE UMA ANÁLISE ECONÔMICA DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO PARA MICROGERAÇÃO DISTRIBUÍDA

Trabalho de Conclusão de Curso sub-metido ao Departamento de Engenha-ria Elétrica da Universidade Federal do Ceará como requisito parcial à ob-tenção do Título de Engenheiro Eletri-cista.

Orientador: Prof. Dr. Raphael Amaral da Câmara

IGOR DA SILVEIRA HOLANDA

ESTUDO DE CASO DE UMA ANÁLISE ECONÔMICA DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO PARA MICROGERAÇÃO DISTRIBUÍDA

Trabalho de Conclusão de Curso sub-metido à Universidade Federal do Ceará como parte dos requisitos para obtenção do título de Engenheiro Ele-tricista.

Aprovado em: / / .

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr. Raphael Amaral da Câmara (Orientador) Universidade Federal do Ceará (UFC)

Prof. MSc. Tomaz Nunes Cavalcante Neto Universidade Federal do Ceará (UFC)

“Nada como um dia após o ou-tro com uma noite no meio.”

DEDICATÓRIA

Aos meus pais Francisco Lindivan e Maria Ivaneide Aos meus irmãos Bruno e Camila Holanda

AGRADECIMENTOS

Agradeço especialmente aos meus pais Maria Ivaneide e Francisco Lindivan que me deram as condições de concluir este curso.

Aos meus irmãos Bruno e Camila que também tiveram papel importante na minha formação acadêmica.

Aos meus tios e diretores da empresa em estudo André Luiz e Lindvânia Al-meida, que abriram as portas da sua empresa para minha primeira experiência profis-sional e disponibilizaram as informações necessárias para o estudo do sistema fo-tovoltaico, sem as quais este trabalho não seria concluído.

Aos meus orientadores, Professores Tomaz e Raphael e Engenheiro Glauber, que seguiram comigo até o a conclusão desse trabalho.

Aos meus amigos pessoais e colegas de faculdade, em especial à Engenheira Celina Morais e ao Engenheiro Glauber Cavalcante que fizeram diferença nos mo-mentos importantes, sendo companheiros inseparáveis nos trabalhos mais demora-dos e complexos da faculdade.

Ao mestre Edson, que, em nossas conversas, sempre me trazia motivação para continuar em frente.

Aos meus tios paternos e maternos que sempre acreditaram no meu potencial. Ao grupo PROCEN, que foi um local de muito aprendizado durante a minha vida acadêmica.

RESUMO

Este trabalho visa analisar a viabilidade econômica do sistema fotovoltaico da empresa em estudo, localizada na cidade de Fortaleza. A empresa possui um sistema fotovoltaico de 4,5 kWp, composto por 18 módulos fotovoltaicos de 250 Wp. O projeto do sistema fotovoltaico foi iniciado em março/2016. O sistema entrou em operação em outubro/2016. O investimento foi de R$ 29.500,00, todo com capital próprio da em-presa e sem financiamento bancário. Em novembro/2018, o custo com a instalação do mesmo projeto seria de R$ 24.750,00. A unidade consumidora é participante do sistema de compensação de energia elétrica, regulamentado pela Resolução Norma-tiva n.º 687 da ANEEL, de 24 de novembro de 2015. No trabalho são apresentadas normas técnicas e resoluções que tem validade em todo o território nacional. Também são apresentados métodos de análise de investimentos. Os métodos de análise utili-zados foram o Payback simples e o Valor Presente Líquido. Em todos os cenários de análise são apresentados a viabilidade do projeto para um horizonte de dez anos. Palavras-chave: Energia Fotovoltaica. REN 687. VPL. Payback simples

ABSTRACT

This work aims to analyze the economic feasibility of the photovoltaic system of the company under study, located in the city of Fortaleza. The company has a photovoltaic system of 4.5 kWp, composed of 18 photovoltaic modules of 250 Wp. The photovoltaic system project was started in March / 2016. The system went into opera-tion in October / 2016. The investment was R $ 29,500.00, all with company equity and without bank financing. In November / 2018, the cost with the installation of the same project would be R $ 24,750.00. The consumer unit participates in the electricity com-pensation system, regulated by ANEEL's Normative Resolution No. 687 of November 24, 2015. The work presents technical standards and resolutions that have validity throughout the territory national. Investment analysis methods are also presented. The methods of analysis used were Simple Payback and Net Present Value. In all the analysis scenarios the feasibility of the project is presented for a ten year horizon. Keywords: Photovoltaics. REN 687. NPV. Simple Payback

INDICE DE FIGURAS

Figura 4: Sistema fotovoltaico de 4,5 kWp da empresa em estudo Figura 5: Inversor SunnyBoy 4000TL e String Box

Figura 6: Medidor de faturamento da empresa em estudo Figura 7: Método do Valor presente Liquido (VPL)

Figura 8: Plataforma de monitoramento Sunny Portal Figura 9: Perda de rendimento dos módulos Waris

Figura 10: Receita líquida mensal no método do Payback Simples Figura 11: Receita líquida mensal no método do VPL

Figura 12: Diagrama unifilar do sistema de microgeração da empresa em estudo. Figura 13: Resumo do faturamento de energia de nov/16

Figura 14: Resumo do faturamento de energia de dez/16 Figura 15: Resumo do faturamento de energia de mar/17 Figura 16: Resumo do faturamento de energia de abr/17 Figura 17: Resumo do faturamento de energia de mai/17 Figura 18: Resumo do faturamento de energia de jun/17 Figura 19: Resumo do faturamento de energia de ago/17 Figura 20: Resumo do faturamento de energia de ser/17 Figura 21: Resumo do faturamento de energia de out/17 Figura 22: Resumo do faturamento de energia de nov/17 Figura 23: Resumo do faturamento de energia de fev/18 Figura 24: Resumo do faturamento de energia de mar/18 Figura 25: Resumo do faturamento de energia de mai/18 Figura 26: Resumo do faturamento de energia de jun/18 Figura 27: Impacto acumulado projetado entre 2016 e 2024

LISTA DE TABELAS

Tabela 2: Faixas de ajustes de frequência

Tabela 3: Energia produzia pelo sistema fotovoltaico de 4,5 kWp da empresa em es-tudo entre nov/16 e jun/18

Tabela 4: Fluxos de caixa para o sistema fotovoltaico 4,5 kWp da empresa em estudo entre nov/16 e jun/18

Tabela 5: Aumentos nominais de energia elétrica aplicados pela ENEL no Ceará entre 2016 e 2028

Tabela 6: Aumento real da tarifa de energia elétrica entre 2016 e 2018. Tabela 7: VPL para os cenários projetados.

Tabela 8: Tarifas de energia aplicadas entre os períodos de faturamento 01 e 20 Tabela 9: Fluxos de caixa para os períodos 21 a 59 em moeda nominal (i=6,02% a.a.) Tabela 10: Fluxos de caixa para os períodos 60 a 101 em moeda nominal (i=6,02% a.a.)

Tabela 11: Fluxos de caixa para os períodos 102 a 120 em moeda nominal (i=6,02% a.a.)

Tabela 12: Fluxos de caixa para os períodos 21 a 58 em moeda real Tabela 13: Fluxos de caixa para os períodos 59 a 100 em moeda real Tabela 12: Fluxos de caixa para os períodos 101 a 120 em moeda real

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

a.m.: ao mês

ANEEL: Agência Nacional de Energia Elétrica C: Energia consumida

CA: corrente alternada CC: corrente contínua

CEMIG: Companhia Energética de Minas Gerais COELCE: Companhia de Energia Elétrica do Ceará

D: Diferença entre a energia consumida e a energia injetada DPS: Dispositivo de proteção contra surtos de tensão

ENEL: Distribuidora de energia elétrica no estado do Ceará f: Frequência

FCi: Fluxo de caixa no período i GD: Geração Distribuída

Hz: Hertz

I: Energia injetada i: inflação

in: taxa de juros nominal IL: Índice de Lucratividade Ir: Taxa de juros real In: Taxa de jutos nominal Iselic_mensal: Taxa SELIC mensal Iselic_anual : Taxa SELIC anual kW: Quilowatt

kWh: Quilowatt-hora kWp: Quilowatt pico L: Lucro líquido

MME: Ministério de Minas e Energia

PRODEEM: Programa para o Desenvolvimento Energético nos Estados e Municípios n: Período de faturamento

REN: Resolução Normativa RT: Receita total

ti: Tarifa de energia no período i TL: Tensão de Leitura

TMA: Taxa mínima de atratividade TIR: Taxa interna de retorno V: Volt

VPL: Valor presente Líquido VP: Valor presente

VF: Valor futuro W: Watt

14

SUMÁRIO

2. HISTÓRIA DA ENERGIA FOTOVOLTAICA ... 19

2.1. PRIMÓRDIOS DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR ... 19

2.2. ERA MODERNA DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA ... 20

3. LEGISLAÇÃO APLICÁVEL AO SETOR DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA ... 22

3.1. RESOLUÇÃO NORMATIVA 414/2010 DA ANEEL ... 22

3.2. RESOLUÇÃO NORMATIVA 687/2015 DA ANEEL ... 23

3.3. NORMA TÉCNICA CNC-OMBR-MAT-18-0122-EDBR DA DISTRIBUIDORA ENEL CEARÁ ... 24

4. TIPOS DE SISTEMAS SOLAR FOTOVOLVAICOS ... 26

4.1. SISTEMAS ISOLADOS (OFF-GRID) ... 26

4.2. SISTEMAS CONECTADOS À REDE (ON-GRID) ... 26

4.3. DESCRIÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO DA EMPRESA EM ESTUDO ... 28

5. MATEMÁTICA FINANCEIRA ... 30

5.1. TIPOS DE TAXAS ... 30

5.2. MÉTODO DO PAYBACK SIMPLES ... 31

5.3. MÉTODO DO VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VPL) ... 31

5.3.1. Taxa mínima de Atrativivade (TMA) ... 32

5.3.2. Montagem dos fluxos de caixa ... 32

5.3.3. Formulação matemática do VPL ... 32

5.3.4. Inflação no VPL ... 33

5.4. OUTROS MÉTODOS DE ANÁLISE FINANCEIRA ... 33

6. ANÁLISE FINANCEIRA DO INVESTIMENTO NO SISTEMA FOTOVOLTAICO DE 4,5 KWP DA EMPRESA EM ESTUDO ... 35

6.1. APLICAÇÃO DO MÉTODO DO PAYBACK SIMPLES ... 35

6.1.1. Fluxos de caixa para os períodos 1 a 20... 35

6.1.1.1. Produção de energia nos períodos 1 a 20 ... 35

6.1.1.2. Análise das faturas de energia elétrica ... 37

6.1.2. Perda de rendimento dos módulos fotovoltaicos ... 39

6.1.3. Aumento na tarifa de energia ... 39

6.1.4. Fluxo de caixa para os períodos 21 a 120 ... 39

6.1.5. Resultados da aplicação do método do Payback simples ... 40

15

6.2.1. Aumento da tarifa de energia ... 41

6.2.2. Taxa Mínima de Atratividade ... 42

6.2.3. Fluxos de caixa para os períodos 21 a 120 ... 42

6.2.4. Análise dos resultados ... 43

7. CONCLUSÕES ... 45

7.1. RECOMENDAÇÕES DE TRABALHOS FUTUROS ... 46

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 47

APÊNDICE A – TARIFAS DE ENERGIA DOS PERÍODOS 1 A 20...51

APÊNDICE B – FLUXOS DE CAIXA, EM VALORES NOMINAIS, PARA OS PERÍODOS 21 A 120...52

APÊNDICE C – FLUXOS DE CAIXA, EM VALORES REAIS, PARA OS PERÍODOS 21 A 120 ...55

ANEXO A – DIAGRAMA UNIFILAR DO SISTEMA DE MICROGERAÇÃO DA EMPRESA EM ESTUDO...58

ANEXO B - QUADROS DE RESUMO DE FATURAMENTO ...59

ANEXO C – PROJEÇÃO DE AUMENTO DE ENERGIA ENTRE 2016 E 2024 SEGUNDO A NOTA TÉCNICA ANEEL 0056/2017...64

16 1. INTRODUÇÃO

A energia solar é usada pelo homem desde a idade antiga, mas não da forma como é utilizada atualmente. Incialmente ela era usada apenas como forma de calor (FONTES,2017).

Mais tarde, no século XIX, com o avanço da ciência surge a possibilidade de se gerar energia elétrica através da energia solar, mas ainda com poucas aplicações em grande escala (VALÊRA & BRITO, 2008).

No século XX, a corrida espacial entre os Estados Unidos e a então União Sovi-ética, juntamente com a crise do petróleo fazem com que os sistemas de energia solar tenham maior rendimento e custos mais reduzidos, o que fez com que aplicações em pequena escala pudessem ser economicamente viáveis com o passar dos anos (NAS-CIMENTO,2004).

As primeiras pesquisas no Brasil sobre o aproveitamento da energia solar come-çaram no fim da década de 1970. As primeiras indústrias se instalaram em território nacional na década de 1980. Os primeiros incentivos fiscais vieram no início da década de 1990. Nos anos 2000 surgiram leis que regulamentaram a geração distribuída com fontes renováveis, destacando-se as matrizes solar e eólica (FRAIDENRAICH, 2005).

Segundo NASCIMENTO (2017, p.27), “em 2012, a ANEEL deu grande passo para ampliar a geração de energia solar fotovoltaica em unidades consumidoras ao editar a Resolução Normativa ANEEL nº. 482, de 17 de abril de 2012”. Posteriormente, em 2015, a Resolução Normativa nº. 482 foi substituída pela Resolução Normativa ANEEL nº. 687, de 24 de novembro de 2015. Com os custos cada vez mais reduzidos e uma legislação mais clara, agora as unidades consumidoras de qualquer porte podem gerar energia para o seu próprio consumo.

A instalação de um sistema de micro e microgeração distribuída necessita de um projeto elétrico. Portanto, faz-se necessário um estudo de viabilidade econômica para que seja comprovado o retorno financeiro do investimento realizado.

1.1. OBJETIVOS

A relevância do tema deste estudo dar-se no crescente interesse, por parte da sociedade, por sistemas de geração distribuída, em especial àqueles que utilizam como

17 matriz energética a energia solar. Agora, as unidades consumidoras podem gerar sua energia elétrica e podem conseguir vantagens econômicas.

De tal forma, tem-se por objetivos específicos os seguintes itens:

 Apresentar aspectos legais sobre sistemas de geração distribuída (GD);  Descrever o sistema de energia de 4,5 kWp da empresa em estudo,

loca-lizada na cidade de Fortaleza;

 Apresentar a produção mensal de energia e indicar o impacto na fatura de energia elétrica mensal da unidade;

 Verificar a viabilidade financeira do sistema fotovoltaico implantado, bem como definir o tempo de retorno do investimento realizado.

1.2. JUSTIFICATIVA

A seleção do tema foi motivada por se tratar de um assunto atual e que pode ser aplicado em todas as escalas, desde unidades consumidoras residenciais a grandes indústrias.

Para se implantar um sistema de energia solar, além da obra, existe um investi-mento. Como todo investimento, é necessária ter-se uma viabilidade econômica. Caso não haja, perde-se uma das principais motivações para implementação de um sistema de energia solar.

Outro fator importante para a decisão do tema foi a possibilidade do trabalho de conclusão de curso contribuir para a vida profissional. A análise da legislação do setor faz com que surjam possibilidades legais que podem impactar diretamente na viabili-dade de um projeto. Além disso, os métodos de análise financeira utilizados (VPL e Payback simples) não se aplicam somente a projetos de energia solar fotovoltaica. Po-dem ser expendidos a outros projetos de engenharia como, por exemplo, em estudos de eficiência energética em sistemas de iluminação industrial.

1.3. ESTRUTURA DO TRABALHO

O presente trabalho está estruturado em 8 capítulos, 3 apêndices e 2 anexos. No primeiro capítulo aborda-se a introdução do tema, objetivos, justificativa e escopo do trabalho

No segundo capítulo é apresentado um histórico da evolução da utilização da energia solar no mundo pelo ser humano.

18 No terceiro capítulo apresentam-se aspectos legais, que tem validade nacional (através das resoluções normativas da ANEEL) ou local (através das normas técnicas da ENEL, distribuidora de energia elétrica no estado do Ceará).

No quarto capítulo apresentam-se os tipos de sistemas de geração de energia solar (conectados ou isolados da rede elétrica), bem como os componentes principais de cada um. Neste capítulo é descrito o sistema de geração de energia implantado na empresa em estudo.

No quinto capítulo são apresentados conceitos de matemática financeira, bem como métodos de análise de investimento. São destacados os métodos do Payback simples e do Valor Presente Líquido (VPL).

No sexto capítulo são feitas análises de investimento, através dos métodos des-tacados no capítulo 5 (Payback simples e VPL). São feitas comparações entre os re-sultados obtidos pelos dois métodos.

No sétimo capítulo apresentam-se as conclusões deste estudo e sugestão para trabalhos futuros.

No oitavo capítulo são apresentadas as referências bibliográficas consultadas para este trabalho.

O apêndice A traz a média de tarifa de energia aplicada entre novembro de 2016 e junho de 2018 para os meses em que foram disponibilizadas as faturas de energia elétrica da empresa em estudo.

O Apêndice B traz os fluxos de caixa entre julho de 2018 e outubro de 2026, em valores nominais.

O Apêndice C traz os fluxos de caixa entre julho de 2018 e outubro de 2026, em valores reais, para três cenários de aumentos reais diferentes indicadas no capítulo 6.

O anexo A traz o diagrama unifilar da empresa em estudo.

O Anexo B traz os quadros de resumo de faturamento dos meses em que foram disponibilizadas as faturas de energia, entre novembro de 2016 e junho de 2018.

O Anexo C traz as projeções de aumento real acumulado na tarifa de energia elétrica até o ano de 2024, segundo a ANEEL.

19 2. HISTÓRIA DA ENERGIA FOTOVOLTAICA

Desde a pré-história o homem utiliza a energia solar. Inicialmente, apenas como fonte de calor. Com o passar dos séculos, novas formas de aproveitamento da energia solar foram surgindo, como, por exemplo fornos solares.

Com o avanço da ciência, principalmente nos últimos duzentos anos, surgiram novas aplicações para a energia solar. Dentre elas destaca-se o aproveitamento da energia vinda do Sol para geração de energia elétrica (SELLITTO & FARIAS, 2011). 2.1. PRIMÓRDIOS DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR

A utilização da energia solar pelo homem remota à pré-história. Em 4000 a.C. já eram construídas aberturas nos locais de habitação para maximizar a quantidade de luz solar no inverno e aquecer as casas (FONTES,2017).

Por volta do século III a.C., a energia solar era concentrada em um único ponto, para que fosse gerado fogo. Na cidade de Roma à mesma época utilizava janelas de vidro em alguns pontos das construções, para manter a temperatura ambiente agradá-vel.

Nos séculos XVI e XVII foram desenvolvidos fornos e motores e motores para bombeamento de água. Até então, a energia solar era aproveitada como fonte de calor (FONTES,2017).

Este panorama começou a mudar a partir do século XVIII, com o surgimento da teoria do efeito fotocondutivo do selênio, elemento de número atômico 34. Tal efeito pode ser definido como fenômeno que causa aumento na condutividade pela produção de pares elétrons-lacunas através da incidência de radiação. A comprovação do efeito fotovoltaico somente veio em 1876, quando foram utilizadas células de selênio para geração de energia elétrica (BRAGA, 2004).

No início do século XX Albert Einstein sugeriu em seus estudos que a luz pode liberar elétrons numa superfície metálica. Era o lançamento da teoria do efeito fotoelé-trico No mesmo período, Einstein publica a teoria dos fótons. Esta explica que a inten-sidade de luz é proporcional à quantidade de fótons. Consequentemente, é possível determinar o número de elétrons a serem arrancados de uma superfície metálica. A teoria sugere, ainda, que há um aumento da energia adquirida com o aumento da fre-quência. Existe uma frequência mínima (frequência de corte) e abaixo desta os elétrons

20 não recebem nenhum tipo de energia e não saem da placa. A publicação desta teoria rendeu a Albert Einstein o prêmio Nobel de física em 1921 (SANTOS,2004).

2.2. ERA MODERNA DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA A era moderna da utilização da energia solar começou na metade do século XX. As primeiras aplicações para a tecnologia eram restritamente aeroespaciais. Inicial-mente, as células fotovoltaicas eram utilizadas como back-up das baterias dos equipa-mentos espaciais. As agências espaciais americanas e soviéticas corriam buscando novas formas de se obter células mais eficientes, mas não necessariamente mais ba-ratas. No final da década de 60 começam a surgir aplicações para terrestres para a energia solar fotovoltaica (VALÊRA & BRITO, 2008).

Em 1973, com a crise do petróleo e com o aumento das aplicações terrestres, o mundo se viu obrigado a buscar novas fontes de energia. Buscavam-se novas fontes de energia que não dependessem do petróleo. Assim, houve investimentos para au-mento do rendiau-mento das células e barateaau-mento das mesmas, a fim de torná-las eco-nomicamente viáveis. (NASCIMENTO,2004).

Durante esse período as pesquisas apontaram que a utilização de outros mate-riais e outras tecnologias. Dentre os matemate-riais utilizados nas pesquisas concluiu-se que o silício multicristalino apresentava um rendimento considerado elevado. Assim sendo, as células possuíam rendimento cada vez maior e preços cada vez menores. (FON-TES,2017).

Em 1990 houve início da consolidação do mercado de energia fotovoltaica, prin-cipalmente devido aos incentivos governamentais em alguns países da Europa. Já ha-via financiamento para as pesquisas, mas este veio também para as instalações de menor porte. Países como Alemanha e Japão criaram políticas públicas que incentiva-ram o mercado de energia fotovoltaica e desenvolveincentiva-ram o setor como um todo (MINTS, 2016).

No Brasil, as primeiras pesquisas começaram timidamente entre 1976 e 1984. Na década de 1980 as indústrias cresceram lentamente, mas os preços elevados eram uma barreira comercial que impedia o crescimento do mercado nacional. Os primeiros incentivos fiscais começaram apenas em 1992, mas ainda de forma tímida. Na mesma década foram criados programas governamentais que expandiram o uso da tecnologia solar fotovoltaica, destacando-se o Programa para o Desenvolvimento Energético nos

21 Estados e Municípios (PRODEEM), do Ministério de Minas e Energia (MME). Porém, reestruturações nos órgãos governamentais no início dos anos 2000 fizeram com que o PRODEEM viesse a ter suas atividades descontinuadas (FRAIDENRAICH, 2005).

O mercado de energia fotovoltaica ainda era pequeno no início dos anos 2000. Faltava, ainda, uma maior regulação, que se iniciaria em 2004 com a Lei nº 10.848, de 15 de março de 2004, que dava às distribuidoras a possibilidade de contratação da totalidade do mercado também por energia proveniente de Geração Distribuída (GD) (NASCIMENTO,2017).

Apenas em 2012 a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), através da Resolução Normativa da 482, de 17 de abril de 2012, trouxe bases legais para a im-plantação de sistemas de micro e minigeração com fontes renováveis, dentre elas a solar. Posteriormente houve a sua atualização, com a Resolução Normativa 687 da ANEEL, de 24 de novembro de 2015.

22 3. LEGISLAÇÃO APLICÁVEL AO SETOR DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA

A Agência Nacional de Energia (ANEEL), através das suas resoluções normati-vas, traz regras que são aplicáveis em todo o território nacional aos consumidores e distribuidoras de energia elétrica.

Em 2010 foi publicada a Resolução Normativa nº. 414 da ANEEL (REN 414/2010), que classificou as unidades consumidoras e definiu parâmetros para fatura-mento das mesmas, independentemente de possuírem ou não sistemas de micro e minigeração. Em 2012 é publicada a Resolução Normativa nº. 482 da ANEEL (REN 482/2012), com procedimentos específicos a serem adotadas por distribuidoras e uni-dades consumidoras com sistemas de micro e minigeração. Posteriormente, em 2015, a Resolução Normativa nº. 482 é substituída pela Resolução Normativa nº. 687 da ANEEL (REN 687/2015).

No estado do Ceará, a norma técnica CNC-OMBR-MAT-18-0122-EDBR regula-menta os procedimentos para conexão de micro e minigeração.

3.1. RESOLUÇÃO NORMATIVA 414/2010 DA ANEEL

A Resolução Normativa nº. 414 da ANEEL, de 9 de setembro de 2010 traz defi-nições importantes para as distribuidoras de energia elétrica de todo o país. A resolução classifica as unidades consumidoras, de acordo com o nível de tensão em que é aten-dida. São clientes do grupo A aqueles atendidos em tensões acima de 2,3 kV por ramal aéreo ou por ramal subterrâneo, independentemente do nível de tensão. Caso o aten-dimento da unidade consumidora seja em tensão inferior a 2,3 kV através de ramal aéreo, esta pertencerá ao grupo B.

A REN 414/2010 define, ainda, período de faturamento. Este deve ser mensal e deve compreender um intervalo entre 27 e 33 dias. Assim, não necessariamente um ciclo de faturamento coincide com o mês cronológico.

O custo de disponibilidade para clientes do grupo B é o valor faturado, em reais, correspondente a:

 30 kWh, se monofásico ou bifásico a 2 condutores;  50 kWh, se bifásico a três condutores;

23 O custo de disponibilidade será aplicado sempre que o consumo medido for in-ferior aos valores acima descritos.

3.2. RESOLUÇÃO NORMATIVA 687/2015 DA ANEEL

Sistemas de microgeração e minigeração são regulamentados pela Resolução Normativa 687 da ANEEL, de 24 de novembro de 2015. Esta é uma alteração da Re-solução Normativa da ANEEL 482, de 17 de abril de 2012, e foi a primeira regulamen-tação criada pela ANEEL para a geração distribuída.

A REN 687/2015 define microgeração e minigeração:

I-Microgeração distribuída: central geradora de energia elétrica, com potência instalada menor ou igual a 75 kW e que utilize cogeração qualificada, conforme regulamentação da ANEEL, ou fontes renováveis de energia elétrica, conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consu-midoras.

II-Minigeração distribuída: central geradora de energia elétrica, com po-tência instalada superior a 75 kW e menor ou igual a 3 MW para fontes hídricas ou menor ou igual a 5 MW para cogeração qualificada, conforme regulamenta-ção da ANEEL, ou para as demais fontes renováveis de energia elétrica, co-nectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumi-doras. (ANEEL, Resolução normativa n° 687, p. 5)

Havia na REN 482/2015 o sistema de compensação de energia elétrica, onde é utilizado o sistema de empréstimo gratuito de energia elétrica. Tal sistema continua vigente com a REN 687/2015.

Quando a micro ou minigeração produz energia excedente, esta vai para a rede da distribuidora e é contabilizada pelo medidor de faturamento. Caso a produção esteja inferior ao consumo, a unidade é atendida através da energia da própria distribuidora. Ao fim do ciclo de faturamento a diferença entre energia consumida e injetada é fatu-rada. Caso o montante de energia injetado seja superior ao consumido, são gerados créditos para períodos de faturamentos posteriores (em kWh) que tem uma validade de cinco anos.

O conceito de autoconsumo remoto também é apresentado na REN 687/2015: Autoconsumo remoto: caracterizado por unidades consumidoras de ti-tularidade de uma mesma Pessoa Jurídica, incluídas matriz e filial, ou Pessoa

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Física que possua unidade consumidora com microgeração ou minigeração distribuída em local diferente das unidades consumidoras, dentro da mesma área de concessão ou permissão, nas quais a energia excedente será com-pensada. (ANEEL, Resolução Normativa n° 687, p. 2)

Unidades consumidoras de todo o estado do Ceará podem aderir ao sistema de autoconsumo remoto, que é a área de concessão da distribuidora ENEL.

3.3. NORMA TÉCNICA CNC-OMBR-MAT-18-0122-EDBR DA DISTRIBUIDORA ENEL CEARÁ

No estado do Ceará, a distribuidora de energia elétrica é a ENEL. Ela é respon-sável por avaliar e aprovar os projetos de micro e minigeração. Todos os projetos de-vem estar em acordo com a norma ENEL CNC-OMBR-MAT-18-0122-EDBR, de 2017, que traz parâmetros não são mencionados na REN 687/2015.

Na norma local são exigidas algumas proteções de acordo com a potência de geração instalada. Para unidades com potências de geração inferiores a 75 kW, as proteções exigidas são subtensão, sobretensão, subfequência, sobrefrequência e anti-ilhamento. As proteções ser implementadas através de relés ou diretamente no inversor de frequência. A tabela 1 traz as faixas de ajuste de tensão com os tempos de desco-nexão necessários em caso de subtensão ou sobretensão. A tabela 2 traz os tempos de desconexão para variações da frequência da rede.

 Subtensão e sobretensão

Tabela 1: Faixas de ajustes de tensão

Faixa de tensão no ponto

de conexão (V) Tempo de des-conexão (s)

TL>231 0,2

189<TL<231 Operação normal

TL<189 0,4

25  Subfrequência e sobrefrequência

Tabela 2: Faixas de ajustes de frequência

Faixa de frequência no

ponto de conexão (Hz) Tempo de des-conexão (s) ≤ 56,5 Instantâneo 56,5 ≤ ≤ 57,5 5 57,5 ≤ ≤ 58,5 10 ≤ 59,5 30 59,9 ≤ ≤ 60,1 Operação normal ≥ 60,5 30 63,5 ≤ ≤ 66 10 ≥ 66 Instantâneo Fonte: CNC-OMBR-MAT-18-0122-EDBR  Anti-ilhamento

O sistema de geração distribuída deve desconectar-se e interromper a injeção de energia à rede de distribuição da ENEL em até 2 (dois) segundos após a interrupção do fornecimento de energia. A reconexão do sistema de geração distribuída somente é permitida após 180 (cento e oitenta) segundos de condições normais de operação de tensão e frequência do sistema elétrico da ENEL distribuição.

26 4. TIPOS DE SISTEMAS SOLAR FOTOVOLVAICOS

Para a conversão da energia solar em energia elétrica existem dois tipos de sis-temas fotovoltaicos, que podem ser conectados à rede elétrica da distribuidora (siste-mas on-grid) ou isolados da rede (siste(siste-mas off-grid).

4.1. SISTEMAS ISOLADOS (OFF-GRID)

Sistemas fotovoltaicos off-grid, também chamados de sistemas isolados, são aqueles que não estão conectados à rede elétrica de uma distribuidora de energia. Esse tipo de sistema pode ser utilizado em carregamento de baterias de veículos elétricos, em iluminação pública e, até mesmo, em pequenos aparelhos portáteis (VILLALVA & GAZOLI, 2012).

Os componentes de um sistema isolado são apresentados na figura 1: Figura 1: Componentes de um sistema fotovoltaico off-grid

Fonte: https://www.neosolar.com.br/aprenda/saiba-mais/sistemas-de-energia-solar-fotovoltaica-e-seus-componentes

4.2. SISTEMAS CONECTADOS À REDE (ON-GRID)

Sistemas fotovoltaicos on-grid são aqueles que trabalham conectados à rede elétrica da distribuidora de energia. A energia gerada pelos módulos fotovoltaicos em corrente contínua é convertida em corrente alternada através de inversores de

frequên-27 cia. Em sistemas on-grid não existem baterias. Portanto, não se faz necessária a utili-zação de controlador de carga (PEREIRA & OLIVEIRA 2013). Os componentes de um sistema isolado são apresentados na figura 2:

Figura 2: Componentes de um sistema fotovoltaico on-grid

Fonte: https://www.neosolar.com.br/aprenda/saiba-mais/sistemas-de-energia-solar-fotovoltaica-e-seus-componentes

Os inversores de frequência utilizados em sistemas on-grid não podem ser os mesmos utilizados em sistemas off-grid, uma vez que em sistemas conectados à rede faz-se necessário o sincronismo com a forma de onda de tensão da distribuidora de energia elétrica. Este sincronismo é feito através do inversor de frequência.

Em sistemas conectados à rede existe uma caixa de junção, também chamada de string box. Nesta estão os dispositivos de seccionamento (disjuntores, chaves sec-cionadoras ou fusíveis) em CC. A figura 3 traz um exemplo de string box.

Figura 3: Stribg box

Fonte: https://www.neosolar.com.br/aprenda/saiba-mais/sistemas-de-energia-solar-fotovoltaica-e-seus-componentes

28 4.3. DESCRIÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO DA EMPRESA EM

ES-TUDO

A empresa em estudo localiza-se em Fortaleza-CE. A ideia de se instalar um sistema de energia solar fotovoltaica surgiu em março de 2018. Foi instalado e entrou em operação em outubro de 2016 o sistema fotovoltaico de 4,5 kWp, para atender ao consumo de energia de todo o prédio. O investimento foi de R$29.500,00, realizado com capital próprio da empresa. Em novembro/2018 a empresa comercializava o qui-lowatt-pico (kWp) por R$5.500,00. Portanto, o mesmo sistema fotovoltaico custaria R$ 24.750,00.

O sistema foi projetado de acordo com as normas vigentes na época pela Co-elce, distribuidora de energia que viria a se tornar ENEL. O anexo A traz o diagrama unifilar do sistema fotovoltaico da empresa em estudo.

O sistema é composto por 18 módulos de 250 Wp, do fabricante Waris, modelo WRS250 ST60F divididos em duas strings de 9 módulos cada. Os painéis foram insta-lados com uma inclinação de dez graus e apontados para o Norte Geográfico. Foi ne-cessária a construção de uma estrutura metálica para que os módulos ficassem com orientação e angulação indicadas acima. A figura 4 mostra a paginação dos módulos do sistema fotovoltaico da empresa em estudo.

Figura 4: Sistema fotovoltaico de 4,5 kWp da empresa em estudo

Fonte: o próprio autor

O inversor utilizado é do fabricante SMA, linha SunnyBoy, de 4,0 kW. O inversor é monofásico e está ligado às instalações elétricas da empresa através de um circuito

29 oriundo de um quadro de distribuição. A figura 5 traz o inversor e a string box do sistema fotovoltaico da empresa em estudo.

Figura 5: Inversor SunnyBoy 4000TL e String Box

Fonte: o próprio autor

Para proteção de cada string são utilizados dois fusíveis de 12 A. Para proteção das strings contra sustos de tensão existem 02 dispositivos de proteção contra surtos de tensão (DPS) CC, de 1000 V.

A unidade consumidora é atendida através da rede de baixa tensão da ENEL através de ramal trifásico com neutro. A figura 6 mostra o medidor de faturamento da empresa em estudo.

Figura 6: Medidor de faturamento da empresa SELG Serviços Elétricos

30 5. MATEMÁTICA FINANCEIRA

A Matemática Financeira é uma ferramenta útil na análise de algumas alternati-vas de investimentos ou financiamentos de bens de consumo. Consiste em empregar procedimentos matemáticos para simplificar a operação financeira a um fluxo de caixa. Existem diversos métodos de análise financeira, dentre os quais podemos citar:  Payback simples;

 Valor Presente Líquido (VPL);  Taxa Interna de Retorno (TIR);  Índice de Lucratividade (IL).

A depender do método adotado, deve ser utilizada um tipo de taxa. Para os mé-todos que consideram o valor do dinheiro no tempo, utilizam-se taxas reais. Caso o método desconsidere o valor do dinheiro no tempo, utilizam-se taxas nominais.

5.1. TIPOS DE TAXAS

A taxa nominal (in) é a taxa contratada ou declarada em uma operação financeira. Segundo SILVA (2009, p.73), “essa taxa não corresponde ao valor efetivamente rece-bido ou pago, [...] tratando-se de uma taxa aparente”.

Taxa real é aquela calculada após os descontos da inflação no período conside-rado. A taxa nominal (in), também chamada de taxa real, pode ser calculada através da equação 1: (1 + ) = (1 + i). (1 + ) (1) Onde i: inflação; in: taxa nominal; ir: taxa real.

Taxas equivalentes são aquelas que, quando aplicadas ao mesmo capital no mesmo intervalo de tempo resultam no mesmo montante. Taxas equivalentes relacio-nam-se matematicamente pela equação 2:

(1 + ) = (1 + )

31 Onde

ia: taxa atual; ib: taxa do período; n: número de períodos.

5.2. MÉTODO DO PAYBACK SIMPLES

Payback é o tempo decorrido entre o investimento inicial e o momento no qual o lucro líquido acumulado se iguala ao valor desse investimento. O payback é conside-rado simples quando não se considera o valor do dinheiro no tempo. Assim, os fluxos de caixa descontados são os nominais, desconsiderando-se qualquer efeito inflacioná-rio. BRUNI E FAMÁ (1973, p.67) consideram “o método simples, fácil e direto, que es-tima o prazo necessário para se recuperar o investimento realizado.”

5.3. MÉTODO DO VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VPL)

O Valor Presente Líquido (VPL) é um método que consiste em trazer para a data zero todos os fluxos de caixa de um projeto de investimento e somá-los ao valor do investimento inicial, usando como taxa de desconto a Taxa Mínima de Atratividade (TMA) da empresa ou projeto.

O VPL leva explicitamente em conta o valor do dinheiro no tempo, é considerado como uma técnica sofisticada de orçamento de capital (GITMAN, 2004). No método, os valores futuros (VF) são trazidos a valor presente (VP). A figura 7 mostra graficamente a aplicação do método do VPL.

Figura 7: Método do Valor presente Liquido (VPL)

Fonte: http://vendamuitomais.com.br/2009/03/07/decisao-de-investimento-o-que-usar-tir-payback-ou-vpl/

32 As entradas e saídas de dinheiro são chamadas de fluxo de caixa. Todos estes fluxos são trazidos para o período zero, descapitalizadas pela TMA definida para o pro-jeto em questão.

A análise do VPL é simples. Se o resultado da análise for maior que zero, indica viabilidade econômica. Caso contrário, o investimento é economicamente inviável. Um resultado nulo indica que não há lucro nem prejuízo no investimento realizado.

O método também pode ser utilizado para comparar dois ou mais investimentos, num mesmo intervalo de tempo. Para isto, montam-se os fluxos de caixa para cada projeto e calculam-se os VPL individualmente. Aquele que possuir maior valor será o projeto economicamente mais viável.

5.3.1. Taxa mínima de Atratividade (TMA)

MATTE (201-) define Taxa Mínima de Atratividade (TMA) como “taxa mínima que uma proposta de investimento deverá produzir para ser atraente. [...] Este parâmetro é uma função do risco de investimento da disponibilidade do capital, do custo de capital, etc.”

5.3.2. Montagem dos fluxos de caixa

O primeiro passo para se calcular o VPL é a montagem do fluxo de caixa a cada período. Por convenção, saídas do caixa possuem sinal negativo e entradas (ou eco-nomias proporcionadas pelo investimento possuem sinal positivo). De acordo com GIT-MAN (2004), ele oferece uma visão dos fluxos de caixa operacionais, de investimento e de financiamento da empresa e concilia tais fluxos com as variações dos saldos de caixa e aplicações em títulos negociáveis neste período.

5.3.3. Formulação matemática do VPL

Montados os fluxos de caixa e determinada a TMA, o VPL é calculado matema-ticamente através da equação 3:

33

= − + _{(1 + ) (3)}

Onde

Io: investimento inicial;

TMA: taxa mínima de atratividade do projeto; FCi: Fluxo de caixa no período i.

5.3.4. Inflação no VPL

Os fluxos de caixa devem ser trazidos para o valor presente no método do VPL. Essa descapitalização deve ser feita através da inflação. Assim, a maneira mais simples de considerar a inflação é trabalhar com fluxos de caixa em valores reais.

Quando a situação é essa, a taxa de desconto utilizada deve ser a TMA real definida pela empresa (GALESNE; FENSTERSEIFER; LAMB, 1999).

5.4. OUTROS MÉTODOS DE ANÁLISE FINANCEIRA

Além dos métodos do Payback simples e do VPL existem outros métodos de análise financeira. Dentre eles, podem ser citados os métodos da Taxa Interna de Re-torno (TIR) e Índice de Lucratividade (IL).

A Taxa Interna de Retorno (TIR) corresponde à taxa de desconto que zera o valor presente líquido de um projeto (MOTTA et al., 2009). Matematicamente, tem-se:

− + _{(1 + ) = 0 (4)}

A viabilidade econômica deste projeto será verificada caso o resultado da TIR seja inferior à TMA.

O Índice de Lucratividade (IL) a razão entre a receita total (RT) e o lucro líquido (L):

34 Quando o resultado é maior que 1, existe viabilidade econômica no projeto. Caso contrário, não há viabilidade econômica. Quando dois ou mais projetos são com-parados por este método, aquele que possuir o maior IL deverá ser escolhido.

35 6. ANÁLISE FINANCEIRA DO INVESTIMENTO NO SISTEMA FOTOVOLTAICO DE

4,5 KWP DA EMPRESA EM ESTUDO

Os métodos utilizados para a análise financeira do investimento no sistema fo-tovoltaico foram o Payback simples e o VPL. O horizonte de análise é de 120 períodos de faturamento. O período 1 corresponde a novembro/2016. O período 120 corres-ponde a outubro/2024. O investimento realizado no sistema fotovoltaico foi de R$29.500,00, realizado no período zero (outubro/2016) em todas as situações conside-radas.

6.1. APLICAÇÃO DO MÉTODO DO PAYBACK SIMPLES

Para a aplicação do método faz-se necessária a obtenção dos fluxos de caixa, que foram divididos em dois grupos. O primeiro compreende os períodos 1 a 20. Nestes existem faturas de energia emitidas pela distribuidora de energia. Com base nos pri-meiros 20 períodos projetaram-se os fluxos de caixa para os períodos 21 a 120, consi-derando aumentos reais, pois o método desconsidera o valor do dinheiro no tempo.

6.1.1. Fluxos de caixa para os períodos 1 a 20

A montagem dos fluxos de caixa depende da energia produzida e da tarifa de energia aplicada no período de faturamento considerado.

6.1.1.1. Produção de energia nos períodos 1 a 20

A produção mensal de energia do sistema fotovoltaico pode ser obtida através do portal Sunny Explorer, da empresa SMA, fabricante do inversor instalado na em-presa em estudo. Neste existem dados de produção de energia elétrica diários, que podem ser exportados e tratados posteriormente com o auxílio de planilhas. Para aces-sar o portal faz-se necessária a interligação do inversor à rede de informática da em-presa e criação de usuário e senha de acesso. A tabela 3 traz a energia produzida, em kWh, em cada ciclo de faturamento. A figura 8 mostra o Sunny Portal.

36

Figura 8: Plataforma de monitoramento Sunny Portal, do fabricante de inversores SMA

Fonte: Sunny Portal

Tabela 3: Energia produzia pelo sistema fotovoltaico de 4,5 kWp da empresa em estudo entre nov/16 e jun/18.

Período

[n] faturamento Geração [kWh] Período de

1 nov/16 685 2 dez/16 634 3 jan/17 557 4 fev/17 490 5 mar/17 534 6 abr/17 572 7 mai/17 610 8 jun/17 643 9 jul/17 613 10 ago/17 764 11 set/17 792 12 out/17 702 13 nov/17 624 14 dez/17 553 15 jan/18 607 16 fev/18 501 17 mar/18 609 18 abr/18 547 19 mai/18 502 20 jun/18 610

37 6.1.1.2. Análise das faturas de energia elétrica

Até o período 20 existe um histórico de consumo de energia, obtido através das faturas de energia disponibilizadas pela diretoria da empresa. O Anexo A traz os qua-dros de geração das faturas que foram disponibilizadas. Com os valores de energia lida consumida no período de faturamento (C) e com a energia injetada lida no medi-dor (I) calcula-se a energia líquida injetada no mês (D), que é a diferença entre C e I:

( ) = ( ) − ( ) (6)

As faturas de energia dos períodos jan/17 (período 3), fev/17 (período 4), jul/17 (período 9), nov/17 (período 13), jan/18 (período 15) e abr/18 (período 18) não foram disponibilizadas, pois não chegaram na empresa ou foram extraviadas. Nestes meses, a tarifa de consumo considerada foi a média aritmética simples dos demais períodos faturados, conforme indicado no apêndice A.

= = = = = = 0,73433 $/ ℎ (7)

Como existe um custo de equivalente ao faturamento de 100 kWh, conforme indicado no tópico 4.3 deste trabalho, podem ocorrer três situações:

 Situação 1: D>100

Neste caso, toda a energia gerada pelo sistema dentro do período de fatura-mento é consumida pela instalação dentro do respectivo mês, sendo o fluxo de caixa dado pelo produto entre a quantidade de energia gerada (em kWh) pela tarifa de ener-gia (em R$/kWh). Podem ser consumidos créditos de meses anteriores, que devem ser acrescidos ao fluxo de caixa. Assim, o fluxo de caixa é dado pela equação 8:

FC(n) = D(n) + C(n) xt(n) (8)

 Situação 2: 0<D<100

O montante de energia a ser faturado corresponde ao custo de disponibilidade, correspondente a 100 kWh. Assim, o fluxo de caixa é o valor a ser cobrado correspon-dente à energia gerada descontados os 100 kW do custo de disponibilidade. Não são gerados créditos para meses posteriores.

38

FC(n) = G(n) − 100 xt(n) (9)

 Situação 3: 0<D

O fluxo de caixa e o faturamento dar-se-ão da mesma forma que na situação 2. O valor D é convertido em créditos para meses posteriores. Estes créditos são dados em kWh, e não em reais.

Na tabela 4 são apresentados os fluxos de caixa obtidos para os períodos 1 a 20:

Tabela 4: Fluxos de caixa para o sistema fotovoltaico 4 kWp da Selg Serviços elétricos entre nov/16 e jun/18.

Fonte: próprio autor Período Mês _[R$/kW] Tarifa Energia con-sumida lida

[kWh] Energia con-sumida Inje-tada [kWh] Energia líquida [kWh] Situação Créditos consumidos [kWh] Fluxo de caixa [R$] 1 nov/16 0,72947 508 456 52 2 0 R$ 426,74 2 dez/16 0,81923 555 196 359 1 0 R$ 519,39 3 jan/17 0,73433 365 307 58 2 0 R$ 335,59 4 fev/17 0,73433 403 169 234 1 0 R$ 359,82 5 mar/17 0,74413 381 276 105 1 0 R$ 397,37 6 abr/17 0,66779 448 322 126 1 0 R$ 381,98 7 mai/17 0,7478 430 225 205 1 0 R$ 456,16 8 jun/17 0,7239 388 297 91 2 0 R$ 393,08 9 jul/17 0,73433 380 286 94 2 0 R$ 376,71 10 ago/17 0,72628 395 366 29 2 0 R$ 482,25 11 set/17 0,73819 431 444 -13 3 0 R$ 510,83 12 out/17 0,7466 507 230 277 1 13 R$ 533,82 13 nov/17 0,73433 556 296 260 1 0 R$ 458,22 14 dez/17 0,75218 580 220 360 1 0 R$ 415,96 15 jan/18 0,73433 613 209 404 1 0 R$ 445,74 16 fev/18 0,69081 570 182 388 1 0 R$ 346,10 17 mar/18 0,69081 512 229 283 1 0 R$ 420,70 18 abr/18 0,73433 524 202 322 1 0 R$ 401,68 19 mai/18 0,72763 548 201 347 1 0 R$ 365,27 20 jun/18 0,77586 489 198 291 1 0 R$ 473,27

39 6.1.2. Perda de rendimento dos módulos fotovoltaicos

O fabricante Waris indica uma perda de rendimento anual (q) máxima de 0,6% para o módulo WRS250 ST60F, confirme indicado na figura 9:

Figura 9: Perda de rendimento dos módulos WARIS

Fonte: http://www.waris-solar.it/wp-content/uploads/2013/05/WRS-ST60F-3BB.pdf 6.1.3. Aumento na tarifa de energia

O método do Payback Simples desconsidera o valor do dinheiro no tempo. As-sim, o aumento a ser considerado para a projeção dos fluxos de caixa dos períodos 21 a 120 deve ser o aumento nominal. A tabela 5 traz os aumentos nominais aplicados pela ENEL, distribuidora de energia no estado do Ceará.

Tabela 5: Aumentos nominais de energia elétrica aplicados pela ENEL no Ceará entre 2016 e 2028

Ano Aumento nomi-_{nal [%]}

2016 12,97

2017 0,15

2018 4,96

Média anual 6,03

Fonte: https://www.eneldistribuicao.com.br/ce/TaxasETarifas.aspx

6.1.4. Fluxo de caixa para os períodos 21 a 120

Os fluxos de caixa projetados para os períodos 21 a 120 serão os fluxos de caixa correspondentes ao mesmo mês do ano anterior (período n-12), corrigidos pela perda

40 de rendimento anual dos módulos indicada em 6.3.2 e pelo aumento médio anual da fatura de energia indicado em 6.3.3:

( ) = ( − 12). (1 − ). (1 + )

( ) = ( − 12). (1 − 0,006). (1 + 0,060)

( ) = 1,054. ( − 12) (10)

O apêndice B traz as projeções dos valores dos fluxos de caixa, em valores no-minais.

6.1.5. Resultados da aplicação do método do Payback simples

Aplicando-se o método do Payback Simples, obtém-se um tempo de retorno de 68 meses.Como o tempo de retorno é inferior ao intervalo de tempo considerado na análise (10 anos), há viabilidade econômica no investimento.

A figura 10 trás a receita líquida mensal para o método do Payback simples Figura 10: Receita líquida mensal no método do Payback Simples

Fonte: Próprio autor -R$ 40.000,00 -R$ 30.000,00 -R$ 20.000,00 -R$ 10.000,00 R$ 0,00 R$ 10.000,00 R$ 20.000,00 R$ 30.000,00 R$ 40.000,00 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 ₁₀1 10 6 11 1 11 6 12 1 Período

Receita líquida mensal

41 6.2. APLICAÇÃO DO MÉTODO DO VPL

Para os períodos de 1 a 20 os fluxos de caixa correspondem à economia já proporcionada pelo funcionamento do sistema fotovoltaico, indicadas em 6.1.1.2. Os fluxos de caixa dos períodos 21 a 120 são calculados a partir das projeções de produ-ção de energia e de aumentos reais da tarifa de energia, em moeda real.

6.2.1. Aumento da tarifa de energia

Como dito em 5.2.2.4, o efeito inflacionário deve ser desconsiderado no mé-todo do VPL. Assim, para a projeção dos fluxos de caixa futuros devem ser considera-dos os aumentos reais.

Foram considerados três cenários para o aumento da tarifa de energia elétrica:  Cenário 1: Histórico de aumento da ENEL.

A tabela 8 fornece os aumentos nominais da tarifa de energia elétrica, bem como as inflações oficiais dos anos de 2016 e 2017. Para o ano de 2018 foi considerada a meta de inflação oficial do governo federal de 4,5%. A partir dos valores de aumento nominal e real acima indicados, pode-se calcular os aumentos reais para cada ano conforme a equação 2:

Tabela 6: Aumento real da tarifa de energia elétrica entre 2016 e 2018 Ano nominal [%] Aumento Inflação [%] Aumento real [%]

2016 12,97 6,29 6,28

2017 0,15 2,95 -2,72

2018 4,96 4,50 0,44

Média Anual 6,03 4,58 1,34

Fonte: Próprio autor

 Cenário 2: Projeção de aumento de energia elétrica ANEEL

Segundo a nota técnica 0056/2017, da ANEEL, o impacto acumulado médio no país seria de 1,1% em 2024, quando comparado com o ano de 2016. Os maiores im-pactos seriam na Ampla com 2,4% e na CEMIG com 2,6%. Na Coelce (agora ENEL), o aumento acumulado projetado foi de 0,9%. O Anexo C traz os impactos tarifários por distribuidora de energia.

42 Pode-se converter a taxa acumulada em uma taxa mensal, considerando-se um aumento constante anual:

1 + = (1 + _ )

= 1,009 − 1

= 0,0011% . (11)

 Cenário 3: aumento real de 10% ao ano

Em um cenário pessimista, considerou-se um aumento real de 10% ao ano para projeção dos fluxo de caixa para os períodos 21 a 120.

6.2.2. Taxa Mínima de Atratividade

A TMA adotada para a análise financeira do sistema fotovoltaico da empresa em estudo foi de 1% a.m.

= 1 % . . (12)

6.2.3. Fluxos de caixa para os períodos 21 a 120

Os fluxos de caixa projetados para os períodos 21 a 120 serão os fluxos de caixa correspondentes ao mesmo período de faturamento do ano anterior, corrigidos pela perda de rendimento anual dos módulos indicada em 6.1.2 e pelo aumento real médio anual da fatura de energia indicado em 6.1.3:

( ) = ( − 12). (1 − ). (1 + ) (13)

 Cenário 1: aumento real de 1,34%a.a.

( ) = ( − 12). (1 − ). (1 + _ ) ( ) = ( − 12). (1 − 0,6). (1 + 0,0133)

( ) = 1,0073. ( − 12) (14)

 Cenário 2: aumento real de 0,11%a.a.

43 ( ) = ( − 12). (1 − 0,994). (1 + 1,0011)

( ) = 0,9951. ( − 12) (15)

 Cenário 3: aumento real de 10%a.a.

( ) = ( − 12). (1 − ). (1 + _ ) ( ) = ( − 12). (1 − 0,994). (1 + 1,1000)

( ) = 1,0934. ( − 12)

O apêndice C traz os fluxos de caixa para os períodos 21 a 120 para os três cenários considerados, em moeda real.

6.2.4. Análise dos resultados

A tabela 7 traz o VPL para os três cenários considerados, com a TMA de 1 % a.m.:

Tabela 7: VPL para os cenários projetados

Cenário Taxa de aumento [% a.a] VPL Tempo de retorno do investimento [meses] 1 1,34 R$ 1.420,82 110 2 0,11 R$ 322,91 117 3 10,00 R$ 11.136,90 83

Fonte: Próprio autor

Nos três cenários o VPL positivo. Observa-se que houve um maior VPL e um menor tempo de retorno do investimento no cenário 3, onde foi considerado um maior aumento real anual. A figura 11 traz os gráficos com as receitas líquidas mensais, para as três situações consideradas:

44 Figura 11: Receita líquida mensal no método do VPL

Fonte: Próprio autor -R$ 35.000,00 -R$ 30.000,00 -R$ 25.000,00 -R$ 20.000,00 -R$ 15.000,00 -R$ 10.000,00-R$ 5.000,00 R$ 0,00 R$ 5.000,00 R$ 10.000,00 R$ 15.000,00 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 ₁₀1 10 6 11 1 11 6 12 1 Período

Receita líquida mensal para o método do VPL

45 7. CONCLUSÕES

O investimento realizado pela empresa em estudo mostrou-se economicamente viável em todos os cenários projetados. O tempo de retorno variou de 68 meses a 117 meses.

Observou-se que houve menor tempo de retorno de investimento no método do playback simples. Tal fato deve-se ao fato de este desconsiderar os efeitos inflacioná-rios. Além disso, não há nenhuma descapitalização por uma taxa de atratividade.

Já no método do VPL, verificou-se que quanto maior for a taxa de aumento real menor foi tempo de retorno e maior foi o VPL num horizonte de dez anos. Isto se deu pelo fato do fluxo de caixa estar diretamente ligado à tarifa de energia. Quanto maior foi o aumento real, maior foi o fluxo de caixa mensal. Porém, como existe uma desca-pitalização através da taxa mínima de atratividade, o efeito do aumento da tarifa de energia no VPL não é linear.

Verificou-se, ainda, que em um cenário pessimista (maior aumento real) do ponto de vista de um consumidor sem sistema de geração distribuída tornou-se o cenário mais favorável segundo o método do VPL quando considerada a geração própria. O aumento da tarifa de energia indica um fluxo de caixa maior, consequentemente um tempo de retorno menor.

Vale ressaltar que o cenário de aumento real de 10% a.a. é extremamente pes-simista, sendo este considerado para que fosse verificado o impacto do aumento tari-fário no tempo de retorno do investimento.

Os métodos de análise financeira utilizados (VPL e Payback) apresentaram-se satisfatórios para a análise do investimento da empresa em estudo.

Desde o início da operação do sistema fotovoltaico, em outubro/2016 até novem-bro/2018, houve barateamento dos componentes fotovoltaicos. Com isso, o VPL tende a ser maior para sistemas fotovoltaicos implementados em novembro de 2018, aumen-tando a atratividade econômica de projetos de energia solar fotovoltaica.

46 7.1. RECOMENDAÇÕES DE TRABALHOS FUTUROS

O presente trabalho mostrou uma metodologia de análise de investimento para sistemas fotovoltaicos de clientes do grupo B, para um investimento realizado por capi-tal da própria empresa. Porém, alterações na forma de faturamento da unidade consu-midora ou na forma de investimento do capital podem alterar as formas com que os fluxos de caixa são projetados. A escolha dos componentes do sistema fotovoltaico também pode influenciar na produção de energia, alterando, consequentemente os flu-xos de caixa mensais.

Nesse sentido, apresentam-se as seguintes sugestões de linha de pesquisa para trabalhos futuros:

 Análise econômica de um sistema fotovoltaico para clientes do grupo A;  Análise econômica de um sistema fotovoltaico com financiamento bancário;  Análise técnica e econômica de sistemas fotovoltaicos que utilizam

47 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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51 APÊNDICE A – TARIFAS DE ENERGIA DOS PERÍODOS 1 A 20

Tabela 8: Tarifas de energia aplicadas entre os períodos de faturamento 01 e 20 Período Mês _(R$/kWh) Tarifa 1 nov/16 R$0,72947 2 dez/16 R$0,81923 5 mar/17 R$0,74413 6 abr/17 R$0,66779 7 mai/17 R$0,74780 8 jun/17 R$0,72390 10 ago/17 R$0,72628 11 set/17 R$0,73819 12 out/17 R$0,74660 14 dez/17 R$0,75218 16 fev/18 R$0,69081 17 mar/18 R$0,69081 19 mai/18 R$0,72763 20 jun/18 R$0,77586 Média R$0,73433 Fonte: Próprio autor

52 APÊNDICE B – FLUXOS DE CAIXA, EM VALORES NOMINAIS, PARA OS

PERÍODOS 21 A 120

Tabela 9: Fluxos de caixa para os períodos 21 a 59 em moeda nominal (i=6,02% a.a.) Período Mês _{caixa [R$]} Fluxo de

21 jul/18 397,0179 22 ago/18 508,2456 23 set/18 538,3637 24 out/18 562,5945 25 nov/18 482,9224 26 dez/18 438,3777 27 jan/19 469,7659 28 fev/19 364,7521 29 mar/19 443,3813 30 abr/19 423,331 31 mai/19 384,9602 32 jun/19 498,7865 33 jul/19 418,4192 34 ago/19 535,6426 35 set/19 567,3842 36 out/19 592,9212 37 nov/19 508,9544 38 dez/19 462,0084 39 jan/20 495,0886 40 fev/20 384,4141 41 mar/20 467,2818 42 abr/20 446,1507 43 mai/20 405,7115 44 jun/20 525,6736 45 jul/20 440,9741 46 ago/20 564,5165 47 set/20 597,9691 48 out/20 624,8827 49 nov/20 536,3896 50 dez/20 486,913 51 jan/21 521,7764 52 fev/21 405,136 53 mar/21 492,4707 54 abr/21 470,2005 55 mai/21 427,5814 56 jun/21 554,0101 57 jul/21 464,7449 58 ago/21 594,9468 59 set/21 630,2026

53

Tabela 10: Fluxos de caixa para os períodos 60 a 101 em moeda nominal (i=6,02% a.a.) Período Mês _{caixa [R$]} Fluxo de

60 out/21 549,5132 61 nov/21 565,3037 62 dez/21 513,1601 63 jan/22 549,9028 64 fev/22 426,9749 65 mar/22 519,0174 66 abr/22 495,5467 67 mai/22 450,6302 68 jun/22 583,874 69 jul/22 489,797 70 ago/22 627,0174 71 set/22 664,1738 72 out/22 694,0671 73 nov/22 595,7764 74 dez/22 540,822 75 jan/23 579,5453 76 fev/23 449,991 77 mar/23 546,995 78 abr/23 522,2592 79 mai/23 474,9214 80 jun/23 615,3478 81 jul/23 516,1995 82 ago/23 660,8169 83 set/23 699,9761 84 out/23 731,4809 85 nov/23 627,8918 86 dez/23 569,9751 87 jan/24 610,7858 88 fev/24 474,2478 89 mar/24 576,4808 90 abr/24 550,4116 91 mai/24 500,5221 92 jun/24 648,5182 93 jul/24 544,0253 94 ago/24 696,4382 95 set/24 737,7083 96 out/24 770,9114 97 nov/24 661,7384 98 dez/24 600,6996 99 jan/25 643,7102 100 fev/25 499,8121 101 mar/25 607,5561

54

Tabela 11: Fluxos de caixa para os períodos 102 a 120 em moeda nominal (i=6,02% a.a.) Período Mês _{caixa [R$]} Fluxo de

102 abr/25 580,0815 103 mai/25 527,5028 104 jun/25 683,4766 105 jul/25 573,351 106 ago/25 733,9798 107 set/25 777,4746 108 out/25 812,4674 109 nov/25 697,4094 110 dez/25 633,0804 111 jan/26 678,4095 112 fev/26 526,7545 113 mar/26 640,3064 114 abr/26 611,3509 115 mai/26 555,9379 116 jun/26 720,3194 117 jul/26 604,2575 118 ago/26 773,545 119 set/26 819,3844 120 out/26 856,2636

55 APÊNDICE C – FLUXOS DE CAIXA, EM VALORES REAIS, PARA OS

PERÍ-ODOS 21 A 120

Tabela 12: Fluxos de caixa para os períodos 21 a 58 em moeda real Período Mês Fluxos de caixa [R$]

i=1,34%a.a i=0,11%a.a. i=10%a.a. 21 jul/18 R$379,45 R$374,87 R$411,90 22 ago/18 R$485,76 R$479,89 R$527,29 23 set/18 R$514,54 R$508,33 R$558,54 24 out/18 R$537,70 R$531,21 R$583,68 25 nov/18 R$461,55 R$455,98 R$501,02 26 dez/18 R$418,98 R$413,92 R$454,81 27 jan/19 R$448,98 R$443,56 R$487,37 28 fev/19 R$348,61 R$344,40 R$378,42 29 mar/19 R$423,76 R$418,65 R$460,00 30 abr/19 R$404,60 R$399,72 R$439,20 31 mai/19 R$367,93 R$363,49 R$399,39 32 jun/19 R$476,72 R$470,96 R$517,48 33 jul/19 R$382,21 R$373,04 R$450,37 34 ago/19 R$489,29 R$477,55 R$576,54 35 set/19 R$518,28 R$505,85 R$610,71 36 out/19 R$541,61 R$528,62 R$638,19 37 nov/19 R$464,91 R$453,75 R$547,82 38 dez/19 R$422,03 R$411,90 R$497,28 39 jan/20 R$452,24 R$441,39 R$532,89 40 fev/20 R$351,15 R$342,72 R$413,77 41 mar/20 R$426,84 R$416,60 R$502,96 42 abr/20 R$407,54 R$397,76 R$480,22 43 mai/20 R$370,60 R$361,71 R$436,69 44 jun/20 R$480,18 R$468,66 R$565,81 45 jul/20 R$384,99 R$371,22 R$492,43 46 ago/20 R$492,84 R$475,22 R$630,39 47 set/20 R$522,05 R$503,38 R$667,75 48 out/20 R$545,55 R$526,03 R$697,80 49 nov/20 R$468,29 R$451,54 R$598,98 50 dez/20 R$425,09 R$409,89 R$543,73 51 jan/21 R$455,53 R$439,24 R$582,66 52 fev/21 R$353,70 R$341,05 R$452,41 53 mar/21 R$429,95 R$414,57 R$549,94 54 abr/21 R$410,50 R$395,82 R$525,07 55 mai/21 R$373,30 R$359,94 R$477,48 56 jun/21 R$483,67 R$466,37 R$618,66 57 jul/21 R$387,79 R$369,40 R$538,42 58 ago/21 R$496,43 R$472,89 R$689,27

56

Tabela 13: Fluxos de caixa para os períodos 59 a 100 em moeda real Período Mês Fluxos de caixa [R$]

i=1,34%a.a i=0,11%a.a. i=10%a.a. 60 out/21 R$549,51 R$523,46 R$762,97 61 nov/21 R$471,69 R$449,33 R$654,93 62 dez/21 R$428,18 R$407,89 R$594,52 63 jan/22 R$458,84 R$437,09 R$637,08 64 fev/22 R$356,27 R$339,38 R$494,67 65 mar/22 R$433,07 R$412,54 R$601,30 66 abr/22 R$413,49 R$393,89 R$574,11 67 mai/22 R$376,01 R$358,18 R$522,07 68 jun/22 R$487,19 R$464,09 R$676,44 69 jul/22 R$390,61 R$367,60 R$588,71 70 ago/22 R$500,04 R$470,58 R$753,65 71 set/22 R$529,67 R$498,47 R$798,31 72 out/22 R$553,51 R$520,90 R$834,24 73 nov/22 R$475,12 R$447,14 R$716,10 74 dez/22 R$431,30 R$405,89 R$650,04 75 jan/23 R$462,18 R$434,95 R$696,59 76 fev/23 R$358,86 R$337,72 R$540,87 77 mar/23 R$436,22 R$410,53 R$657,46 78 abr/23 R$416,49 R$391,96 R$627,73 79 mai/23 R$378,74 R$356,43 R$570,83 80 jun/23 R$490,73 R$461,82 R$739,62 81 jul/23 R$393,45 R$365,80 R$643,70 82 ago/23 R$503,67 R$468,28 R$824,04 83 set/23 R$533,52 R$496,03 R$872,87 84 out/23 R$557,53 R$518,36 R$912,15 85 nov/23 R$478,58 R$444,95 R$782,98 86 dez/23 R$434,43 R$403,91 R$710,76 87 jan/24 R$465,54 R$432,83 R$761,65 88 fev/24 R$361,47 R$336,07 R$591,39 89 mar/24 R$439,39 R$408,52 R$718,87 90 abr/24 R$419,52 R$390,05 R$686,36 91 mai/24 R$381,50 R$354,69 R$624,15 92 jun/24 R$494,30 R$459,57 R$808,70 93 jul/24 R$396,31 R$364,01 R$703,82 94 ago/24 R$507,33 R$466,00 R$901,00 95 set/24 R$537,40 R$493,61 R$954,39 96 out/24 R$561,59 R$515,83 R$997,35 97 nov/24 R$482,06 R$442,78 R$856,11 98 dez/24 R$437,59 R$401,94 R$777,14 99 jan/25 R$468,92 R$430,71 R$832,79 100 fev/25 R$364,10 R$334,43 R$646,62

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Tabela 14: Fluxos de caixa para os períodos 101 a 120 em moeda real Período Mês Fluxos de caixa [R$]

i=1,34%a.a i=0,11%a.a. i=10%a.a. 101 mar/25 R$442,59 R$406,52 R$786,01 102 abr/25 R$422,57 R$388,14 R$750,47 103 mai/25 R$384,27 R$352,96 R$682,45 104 jun/25 R$497,89 R$457,32 R$884,23 105 jul/25 R$399,19 R$362,24 R$769,56 106 ago/25 R$511,02 R$463,72 R$985,16 107 set/25 R$541,31 R$491,20 R$1.043,53 108 out/25 R$565,67 R$513,31 R$1.090,50 109 nov/25 R$485,56 R$440,61 R$936,07 110 dez/25 R$440,77 R$399,97 R$849,73 111 jan/26 R$472,33 R$428,61 R$910,57 112 fev/26 R$366,75 R$332,80 R$707,02 113 mar/26 R$445,80 R$404,54 R$859,43 114 abr/26 R$425,64 R$386,24 R$820,56 115 mai/26 R$387,06 R$351,23 R$746,19 116 jun/26 R$501,51 R$455,09 R$966,82 117 jul/26 R$402,09 R$360,47 R$841,43 118 ago/26 R$514,74 R$461,45 R$1.077,17 119 set/26 R$545,24 R$488,80 R$1.141,00 120 out/26 R$569,78 R$510,80 R$1.192,36

58 ANEXO A– DIAGRAMA UNIFILAR DO SISTEMA DE MICROGERAÇÃO DA

EMPRESA EM ESTUDO

Figura 12: Diagrama unifilar do sistema de microgeração da empresa em estudo.