Sistemas fotovoltaicos ligados à rede

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Conversor CC-CC para aplicação em filtro ativo paralelo do tipo fonte de corrente

Conversor CC-CC para aplicação em filtro ativo paralelo do tipo fonte de corrente

A energia produzida pelos painéis solares fotovoltaicos pode ser utilizada pelo produtor para consumo próprio, diminuindo a dependência da rede elétrica, ou para vender energia a concessionárias da rede elétrica. Esta opção é bastante interessante, pelo fato da energia solar ser, normalmente, produzida em horas centrais do dia, onde coincide com picos elevados de utilização de energia [36]. Assim, os sistemas solares fotovoltaicos podem estar ligados não só às cargas para consumo doméstico, como também à rede elétrica. Na Figura 3.1 tem-se um diagrama simplificado unifilar representativo de um sistema solar fotovoltaico ligado à rede elétrica, utilizando um conversor CC-CC, implementado nesta dissertação, para extrair a máxima potência dos painéis solares fotovoltaicos e regular a tensão à entrada do inversor, e um conversor CC-CA para sintetizar e injetar as correntes na rede elétrica.
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MEEC Dissertação CláudioBrito

MEEC Dissertação CláudioBrito

O número de sistemas fotovoltaicos nas redes de baixa tensão tem vindo a aumentar nos últimos anos. Para além de produzir energia de uma forma limpa, é uma tecnologia que requer pouca manutenção e que é muito útil nos locais mais remotos e de difícil acesso. No entanto, o crescimento do número destes sistemas traz problemas ao nível da rede nomeadamente aumentos de tensão acima do limite definido e trânsito de potências bidirecionais. Normalmente, estes sistemas estão ligados à rede com o objetivo de injetar a máxima potência gerada. No entanto, estes sistemas podem também fornecer serviços auxiliares que permitem regular a tensão e equilibrar as fases na rede. O armazenamento de eletricidade tem vindo a emergir como um meio para melhorar a qualidade da rede elétrica e para facilitar a integração de fontes de energia renovável de pequena escala nas redes de baixa tensão. Neste contexto, a presente dissertação apresenta o estudo do impacto dos sistemas fotovoltaicos com e sem armazenamento com serviços auxiliares na rede elétrica. Neste trabalho é proposto a injeção de potência ativa e reativa de forma equilibrada ou desequilibrada de modo a equilibrar a rede e a regular a tensão. O uso de armazenamento para redução das perdas também é proposto.
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Análise do impacto de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição na qualidade da energia de uma smart city: Análise do impacto de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição na qualidade da energia de uma smart city

Análise do impacto de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição na qualidade da energia de uma smart city: Análise do impacto de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição na qualidade da energia de uma smart city

Um sistema trifásico equilibrado é aquele no qual as tensões de fase possuem amplitudes idênticas e defasamentos angulares de 120º. Sendo assim, sistemas que apresentem características diferentes dessas são considerados desequilibrados. Desta forma, tem-se que os desequilíbrios de tensão estão ligados com as mudanças de padrões de uma rede elétrica. Através da metodologia das componentes simétricas, é possível representar tensões desequilibradas através de componentes equilibradas. Essas componentes podem ser de sequência zero, positiva ou negativa. Para saber o nível de desequilíbrio, deve-se calcular o fator de desequilíbrio (FD). Seu valor será igual à Componente de Sequência Negativa dividida pela Componente de Sequência Positiva.
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PLANILHA PARA A ESTIMAÇÃO TÉCNICA E FINANCEIRA DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO

PLANILHA PARA A ESTIMAÇÃO TÉCNICA E FINANCEIRA DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO

RESUMO: No Brasil, com exceção das usinas hidrelétricas, os sistemas renováveis de geração de energia ainda não foram extensamente difundidos na sociedade. Isso pode ser explicado pela dificuldade em encontrar informações sobre tais sistemas, seus benefícios e economia financeira gerada após a sua adoção. Nesse projeto, programou-se uma planilha utilizando o software Excel, em que é possível obter a potência de um sistema fotovoltaico, a área necessária para a instalação das placas, inclinação das placas, investimento médio e economia financeira. Além disso, elaborou-se um folder informativo com os benefícios da adoção de sistemas fotovoltaicos e com instruções para a utilização da planilha. Realizou-se uma pesquisa com quatro estabelecimentos comerciais da cidade de Paraty-RJ. Constatou-se o alto grau de interesse por sistemas de geração de energia fotovoltaicos e a dificuldade que encontravam em dispor de informações práticas, técnicas e econômicas sobre esse tipo de sistema.
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João Bernardo Nunes Carreira

João Bernardo Nunes Carreira

A implementação de um sistema de monitorização que possui vários sensores, permite ter um conhecimento mais completo do módulo, face a outros equipamento presentes no mercado, com conhecimento de parâmetros fundamentais na sua caracterização, como é o caso da tensão e corrente. Para além dos parâmetros intrínsecos do módulo, a temperatura das suas células revela muito sobre o seu estado de funcionamento, sendo neste caso necessário saber a temperatura ambiente e irradiância, também disponibilizados por sensores, para comparar com os resultados teóricos esperados. É nesta perspetiva que foi concebido o projeto descrito nesta dissertação, um equipamento de apoio a sistemas fotovoltaicos inteligentes que facilita o acesso aos seus dados e contribui para uma simplificação de processos que poderiam ser morosos.
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Avaliação e comparação do potencial solar e fotovoltaico em zonas urbanas

Avaliação e comparação do potencial solar e fotovoltaico em zonas urbanas

A implementação de sistemas fotovoltaicos no total da área adequada da zona Oeste supriria cerca de 13% das necessidades de energia da área. Como se pode observar pela tabela 6.5. No caso da zona Este, a percentagem de consumo satisfeito pela implementação dos sistemas fotovoltaicos nas áreas selecionadas corresponde a 29%, valor superior ao da zona Oeste. Deve ser notada a diferença na quantidade pessoas residentes em ambas as áreas de estudo (15 066 pessoas). Uma vez que a área Oeste possui uma densidade populacional bastante superior à da zona Este, 8 858,13 hab/km 2 e 2 622,76 hab/km 2 respetivamente, e que o potencial de produção da zona Oeste é superior em apenas 26%, seria de esperar que a capacidade para satisfazer o consumo anual de energia elétrica na zona Oeste fosse inferior ao da zona Este. A partir da área disponível para instalação de sistemas fotovoltaicos, em cada zona de estudo, e da quantidade de pessoas residentes, obtém-se uma área de sistemas fotovoltaicos por habitante de 4,22 m 2 /hab na zona Oeste e 12,78 m 2 /hab na zona Este.
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MSc Pollyanna Rodrigues final

MSc Pollyanna Rodrigues final

Desse modo, em 1956, acontecem as primeiras aplicações terrestres da energia fotovoltaica feita em bóias de navegação, telecomunicações, entre outras. Dois anos subsequentes, embora a NASA (North American Space Agency) não estivesse muito convencida das vantagens na utilização de módulos fotovoltaicos, aceitou aplicar um pequeno painel composto por seis células solares no satélite artificial Vanguard I para alimentar um transmissor reserva de outro que era alimentado por uma pilha convencional de mercúrio [12].

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Boas práticas de manutenção preventiva em sistemas fotovoltaicos / Good preventive maintenance practices in photovoltaic systems

Boas práticas de manutenção preventiva em sistemas fotovoltaicos / Good preventive maintenance practices in photovoltaic systems

A energia elétrica se constitui em insumo de produção fundamental em qualquer processo de produção, tanto de bens quanto de serviços. Portanto, dispor de suprimento elétrico confiável e de baixo custo é sempre desejável. Nesse sentido o Brasil vem avançado na adoção de outras fontes renováveis além da hídrica, qual seja a eólica e a solar fotovoltaica. A disseminação de novas tecnologias, está sendo alinhada ao conceito de geração descentralizada, podendo as unidades geradoras serem instaladas na própria unidade consumidora, onde nem sempre haverá pessoal qualificado para lidar com as mesmas. Assim, entende-se que haverá necessidade de dispor de empresas qualificadas para assegurar a devida funcionalidade de tais sistemas. Nesse sentido, esse artigo aborda os problemas técnicos comumente verificados em sistemas fotovoltaicos tanto on grid quando off grid, bem como, apresenta as boas práticas de manutenção preventiva dos mesmos, tomando como referência a experiência nacional e internacional de agentes governamentais e não governamentais.
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PERSPECTIVAS DE INSERÇÃO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO RIO GRANDE DO NORTE

PERSPECTIVAS DE INSERÇÃO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO RIO GRANDE DO NORTE

A Rede SONDA tem uma estação solarimétrica instalada em Natal-RN na latitude 5° 50´ 12” Sul e longitude 35° 12´ 23” Oeste. Esta estação dispõe de sensores para a coleta de dados de radiação solar, realizando medições nas componentes global, direta e difusa, bem como dados sobre iluminância e radiação fotossintética ativa, importante para o setor agrícola [16].

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Medição de Ruídos Eletromagnéticos Irradiados em Sistemas Fotovoltaicos

Medição de Ruídos Eletromagnéticos Irradiados em Sistemas Fotovoltaicos

A energia fotovoltaica já se mostrou uma ótima alternativa para suprir algumas demandas, principalmente no que diz respeito a sistemas isolados e geração distribuída. No entanto, estes sistemas apresentam alguns problemas de qualidade de energia, que podem ser inseridos na rede elétrica ou até mesmo irradiados no ambiente. Como a energia fotovoltaica é gerada em c.c., é necessária a conversão da mesma para c.a. de maneira que esta energia possa ser inserida no sistema elétrico. Essa conversão é feita através dos conhecidos conversores c.c.-c.a.. Já é amplamente entendido que o processo de conversão c.c.-c.a. gera diversos problemas de transitórios eletromagnéticos, causados pelo rápido chaveamento da tensão, que gera um conteúdo harmônico (ruídos) significativo em uma ampla faixa de frequência. Este ruído não somente é conduzido do inversor para o painel através dos cabos c.c., mas também pode ser irradiado para o ambiente por estes cabos, que atuam como uma antena no sistema, podendo causar interferências em dispositivos eletrônicos, equipamentos de rádio, e a seres humanos [2], [3], [4]. Este processo é representado na Figura 1.
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Caracterização de geradores fotovoltaicos e desenvolvimento de seguidor de potência máxima para sistemas autônomos aplicados à eletrificação rural

Caracterização de geradores fotovoltaicos e desenvolvimento de seguidor de potência máxima para sistemas autônomos aplicados à eletrificação rural

Neste capítulo foi apresentado o estado da arte da modelagem de geradores fotovoltaicos com a definição de duas categorias de modelos, sendo uma para análise de desempenho de células solares e a outra para o dimensionamento e simulação de sistemas fotovoltaicos. Foram realizadas a modelagem e simulação de uma célula solar com base nos fenômenos físicos que ocorrem nas células cristalinas semicondutoras e foram investigados cinco modelos de geradores fotovoltaicos, sendo eles: modelo analítico a parâmetros concentrados, modelo linear de Myers, modelo por interpolação, modelo de Anderson e modelo de Blaesser. O modelo a circuitos elétricos equivalentes, também, foi investigado, tendo como parâmetros concentrados a corrente foto- gerada, a corrente de saturação reversa dos diodos de difusão e recombinação e as resistências série e paralela. A variação da corrente de curto-circuito e da tensão de circuito aberto em relação à temperatura foi investigada por meio dos coeficientes de temperatura. Finalmente, foram investigados os modelos utilizados para avaliação da produção de energia, que utilizam modelos comportamentais e dados de campo.
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Comparação de métodos de seguimento solar para sistemas fotovoltaicos

Comparação de métodos de seguimento solar para sistemas fotovoltaicos

Nos dias de hoje, Portugal encontra-se entre os países com o maior desenvolvimento e maturação das tecnologias de aproveitamento de energia solar, como é caso dos sistemas solares térmicos e sistemas fotovoltaicos. Este lugar de relevo deve-se em parte às políticas europeias e nacionais pró energias renováveis, que fomentaram a aplicação de sistemas para aproveitamento de energia solar, contudo o sector da energia solar em Portugal é ainda muito subaproveitado. Pela análise da Figura 2.3 podemos facilmente verificar o aumento da potência fotovoltaica instalada desde o ano de 2008, data referente às primeiras instalações de sistemas fotovoltaicos no âmbito do decreto de lei da microprodução de electricidade. Na sua grande maioria os sistemas fotovoltaicos instalados são do tipo estacionário inclinado, pois têm custos de instalação inferior quando comparáveis a sistemas com seguimento e também pela falta de informação do possível ganho de radiação solar com a utilização de sistemas seguimento em detrimento de sistemas estacionários inclinados.
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Avaliação custo-benefício da integração de sistemas fotovoltaicos em edifícios

Avaliação custo-benefício da integração de sistemas fotovoltaicos em edifícios

Apesar das críticas anteriormente apresentadas, segundo Oliverio (2010) pode-se perceber dois momentos específicos de crescimento das discussões sobre o conceito da sustentabilidade, o primeiro a partir de 87, após a definição do primeiro conceito propriamente dito e, o segundo, a partir de 2002. Isso evidencia a importância do tema em estudo, bem como a interferência que as conferências acima apresentadas têm na discussão do mesmo. Os resultados obtidos neste estudo estão evidenciados na Figura 4. Para além disso, os princípios do desenvolvimento sustentável estão a surgir cada vez mais nos discursos internacionais estabelecendo princípios como o bem-estar das futuras gerações, a manutenção de sistemas essenciais de suporte à vida biofísica, a participação mais universal nos processos de desenvolvimento e de tomada de decisão, bem como a realização de um padrão aceitável de bem-estar humano (Meadowcroft, 1997; Swart, 2003).
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UMA CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE INVERSORES SOLARES COM DUAS ENTRADAS DE MPPT INDEPENDENTES E CAPACIDADE DE RASTREAMENTO DO PONTO DE MÁXIMA POTÊNCIA EM CONDIÇÕES DE SOMBREAMENTO PARCIAL

UMA CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE INVERSORES SOLARES COM DUAS ENTRADAS DE MPPT INDEPENDENTES E CAPACIDADE DE RASTREAMENTO DO PONTO DE MÁXIMA POTÊNCIA EM CONDIÇÕES DE SOMBREAMENTO PARCIAL

Para fins de validação e comprovação da eficácia das estratégias de extração de máxima potência de painéis fotovoltaicos em pauta neste trabalho, uma estrutura de inversor solar multistring foi projetada e implementada experimentalmente. O diagrama esquemático da referida estrutura é apresentado na Figura 2.9. A primeira string é composta pela associação série de 7 painéis Kyocera KD140SX-UFBS, totalizando 980 Wp nas CPT (Condições Padrão de Teste: irradiância = 1000 W/m2 e temperatura dos painéis = 25°C). A segunda string é composta pela associação série de 7 painéis KD135SX-UPU, totalizando 945 Wp nas CPT. Para extração da máxima potência disponível, são utilizados, para cada uma das strings, um conversor CC-CC Boost operando de forma independente. A técnica de MPPT utilizada é a P&O clássica associada a um algoritmo de controle desenvolvido especificamente para detecção do ponto global de máxima potência.
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Desenvolvimento e implementação de um sistema de seguimento solar ativo para sistemas fotovoltaicos

Desenvolvimento e implementação de um sistema de seguimento solar ativo para sistemas fotovoltaicos

Para este projeto, utilizou-se um sistema denominado Cloogy para a medição do consumo de energia dos atuadores lineares e do sistema de controlo do seguimento. O Cloogy é um equipamento de medição e gestão de energia elétrica, utilizado tanto nas habitações bem como para equipamentos de micro geração. Através de tomadas inteligentes, monitora-se o consumo individual de equipamentos, podendo atuar sobre eles, ligando-os e desligando-os de forma programada e remotamente, basta que exista uma rede local de internet. Este kit é constituído por várias componentes, entre eles, um sensor, um visualizador, um transmissor e um concentrador de dados, como mostra a Figura 4.26 [44]. O sistema de medição de consumo de energia é de montagem fácil, tendo apenas que instalar o sensor na alimentação do sistema, mais precisamente na fase da alimentação do sistema (230V AC, à saída do inversor), medindo o consumo de todo o sistema de seguimento, como ilustra ainda a Figura 4.26. O funcionamento deste sistema tem por base a recolha de dados medidos pelo sensor, ligado a um transmissor e esta por sua vez, envia os dados para o concentrador, que está ligado a uma rede de internet, de onde é possível consultar os dados, através do visualizador, de um computador ou de um dispositivo móvel. Podem ser medidas grandezas como a corrente, tensão, frequência da rede, potência, energia e fator de potência, com bastante fiabilidade. Pode medir correntes até 50A e tensões até 400V, demostrando grande capacidade e sendo assim, aconselhável para o projeto em desenvolvimento. O sistema funciona através de medição de pulsos no sensor de 5 em 5 segundos e apresenta os dados medidos em intervalos de 15 minutos [44].
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Contribuições ao método de rastreamento de máxima potência para sistemas fotovoltaicos

Contribuições ao método de rastreamento de máxima potência para sistemas fotovoltaicos

A escassez dos recursos naturais e a busca por fontes de energia alternativa promovem uma rápida mudança na matriz energética mundial. Dentre as fontes de energia renováveis a energia solar é a mais promissora, visto que ela apresenta a maior taxa de crescimento na atualidade. Pesquisadores de todo o mundo têm buscado formas de viabilização do seu progresso, desenvolvendo tecnologias com maior eficiência e menor custo. Como forma de contribuir para o avanço mundial, neste trabalho é proposto o desenvolvimento de uma estratégia de rastreamento da máxima potência, baseado no método perturbação e observação, para sistemas fotovoltaicos. A estratégia de controle proposta é baseada no balanço de potência ativa do sistema e utiliza um número reduzido de sensores. Ela também permite que o sistema fotovoltaico atue como regulador da qualidade de energia no ponto de conexão, compensando assim a distorção harmônica das correntes da rede e corrigindo o fator de potência. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para validar a estratégia proposta.
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Análise de dimensionamento estocástico e determinístico de sistemas fotovoltaicos isolados

Análise de dimensionamento estocástico e determinístico de sistemas fotovoltaicos isolados

Diversos estudos sobre o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos isolados, especialmente aqueles utilizados em áreas rurais, têm sido feitos, e inúmeros modelos foram desenvolvidos. Dentre estes modelos, encontram-se os que utilizam o método determinístico, que usam valores médios sazonais ou anuais em suas análises, tais como o desenvolvido pelos Laboratórios da Sandia (CRESESB-CEPEL, 1999), que são feitos por meio de planilhas, orientando cada passo do projeto. Eles não consideram a natureza estocástica da radiação solar e, portanto, são menos precisos. Outro modelo estudado para o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos foi o otimizado, desenvolvido por Carlos Eduardo Camargo Nogueira (NOGUEIRA, 2004), que utiliza Programação Linear para cálculo da combinação módulo/bateria, que leva a um custo mínimo, e uma análise estocástica simplificada. Apesar disto, apresenta a desvantagem de ser pouco preciso, pois, embora tenha dado ênfase na parte otimizada com relação ao custo, não foram considerados dados o suficiente para a parte estocástica, a fim de retratar com maior fidelidade a simulação do sistema. Além disto, a análise estocástica para o dimensionamento e a otimizada do custo, não são suficientes, já que a quantidade de módulos calculada pode não fornecer a energia necessária para o banco de baterias ser completamente carregado periodicamente, o que poderia acarretar problemas e redução da vida útil das mesmas.
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Caracterização da geração distribuída de eletricidade por meio de sistemas fotovoltaicos...

Caracterização da geração distribuída de eletricidade por meio de sistemas fotovoltaicos...

e foi implementada por universidades, centros de pesquisa e concessionárias de energia elétrica, com uma pequena participação da iniciativa privada. Foi calculado o custo de geração, a partir da energia solar, utilizando-se SFCR, para dezesseis localidades estrategicamente selecionadas. Esse valor varia em função da maior ou menor disponibilidade do recurso solar e da taxa de desconto adotada, tendo sido encontrado o valor médio de US$ 0,56 /kWh, cerca de 2,1 vezes maior que a tarifa residencial média nas mesmas cidades. Argumentando-se que a tarifa convencional tende a crescer nos próximos anos, pressionada pelo descompasso entre oferta e demanda, e que o custo de geração fotovoltaico tende a diminuir, no mesmo período, devido a ganhos de produtividade no processo de fabricação de componentes fotovoltaicos, elaborou-se um modelo matemático para prever o momento em que esses dois indicadores equiparar-se-ão. Verificou-se que o tempo médio de equiparação será de 7 anos, podendo ser menor que 5,0 anos em localidades onde a tarifa é mais cara que a média nacional e a irradiação média anual é superior à verificada no restante do país. Por fim, o trabalho analisa o enquadramento que a legislação faz dos geradores fotovoltaicos interligados à rede pública de distribuição, apontando os pontos favoráveis e os entraves legais à disseminação dos SFCR.
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Repositório Institucional da UFPA: Análise de risco de geração de eletricidade com sistemas fotovoltaicos conectados à rede usando o método de Monte Carlo

Repositório Institucional da UFPA: Análise de risco de geração de eletricidade com sistemas fotovoltaicos conectados à rede usando o método de Monte Carlo

O aproveitamento da energia solar para produção de energia elétrica em regime de corrente contínua requer fundamentalmente a utilização de sistemas que contenham três componentes: os módulos fotovoltaicos, os controladores de carga e as baterias, esta última para sistemas autônomos. Os módulos fotovoltaicos são construídos a partir de lâminas de silício e são responsáveis pela conversão da energia luminosa em eletricidade. O segundo elemento, o controlador de carga, é o dispositivo que serve para preservar as baterias contra sobrecargas e descargas profundas, aumentando a vida útil das mesmas. As baterias são os elementos que armazenam a energia fotogerada disponibilizando-a para uso no momento oportuno. Elas permitem o uso da energia em períodos noturnos, períodos nublados ou chuvosos, além de manter o funcionamento do sistema fotovoltaico, por um período limitado, compatível com a autonomia desejada para o caso. A utilização das baterias no projeto conectado à rede no prédio do GEDAE, também objetiva contornar a, pouco provável, situação conjunta de falta de energia da rede convencional e de insuficiência na geração das fontes renováveis, que possibilitem o atendimento das cargas prioritárias.
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Análise de externalidades da geração fotovoltaica distribuída no Brasil

Análise de externalidades da geração fotovoltaica distribuída no Brasil

O setor residencial, com consumo superior a 220 kWh mensais, paga as tarifas mais caras pela energia fornecida, o que contribui para a viabilidade dos sistemas fotovoltaicos. Além disso, a modularidade dos painéis fotovoltaicos favorece os sistemas de pequeno porte, como os instalados nos telhados de residências. Sistemas fotovoltaicos de baixa potência interligados à rede necessitam de pouca manutenção, basicamente limpeza dos painéis, que pode ser feita pelo proprietário do sistema. Os equipamentos de conexão com a rede fazem a gestão do fluxo de potência, eliminando a necessidade de operadores para controlar o sistema. Apesar da curva de carga residencial não coincidir com a geração fotovoltaica, modelos de incentivo do tipo net metering aplicados no cenário brasileiro, onde a tarifa residencial é independente do horário de consumo, recompensam o produtor de energia pela energia injetada na rede, independente do horário. Portanto, o crédito gerado durante o dia com a energia injetada na rede pode ser utilizado em horários em que não há radiação solar. O setor comercial está em uma situação parecida com o setor residencial. Os valores das tarifas de energia para o setor comercial não diferem muito das tarifas residenciais e não necessitam, em geral, de sistemas fotovoltaicos de grande porte. O fato de sua curva de carga coincidir com o horário de geração colabora com a utilização de energia fotovoltaica.
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