ANÁLISE DE VIABILIDADE DA ADESÃO AO AMBIENTE DECONTRATAÇÃO LIVRE E AUTOCONSUMO EM GERAÇÃO

FOTOVOLTAICA

Erick Alves Sobrinho Pereira

Projeto de Graduação apresentado ao Cursode Engenharia Elétrica da Escola Politécnica,Universidade Federal do Rio de Janeiro, comoparte dos requisitos necessários à obtenção dotítulo de Engenheiro.

Orientadores: Walter Issamu SuemitsuAmaro Olimpio Pereira Junior

Rio de JaneiroSetembro de 2019

ANÁLISE DE VIABILIDADE DA ADESÃO AO AMBIENTE DECONTRATAÇÃO LIVRE E AUTOCONSUMO EM GERAÇÃO

FOTOVOLTAICA

Erick Alves Sobrinho Pereira

PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DOCURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DA ESCOLA POLITÉCNICADA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTEDOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DEENGENHEIRO ELETRICISTA.

Examinado por:

Prof. Walter Issamu Suemitsu, Dr.Ing

Prof. Amaro Olimpio Pereira Junior, D.Sc.

Prof. Sergio Sami Hazan, Ph.D.

Eng. Marlon Max Huamani Bellido, D.Sc.

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASILSETEMBRO DE 2019

Pereira, Erick Alves SobrinhoAnálise de Viabilidade da Adesão ao Ambiente

de Contratação Livre e Autoconsumo em GeraçãoFotovoltaica/Erick Alves Sobrinho Pereira. – Rio deJaneiro: UFRJ/ Escola Politécnica, 2019.

XIV, 65 p.: il.; 29, 7cm.Orientadores: Walter Issamu Suemitsu

Amaro Olimpio Pereira JuniorProjeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/

Curso de Engenharia Elétrica, 2019.Referências Bibliográficas: p. 62 – 65.1. Ambiente de Contratação Livre de Energia. 2.

Geração Distribuída. 3. Estudo de Caso. I. IssamuSuemitsu, Walter et al. II. Universidade Federal do Rio deJaneiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Elétrica.III. Título.

iii

Aos meus pais,a quem devo tudo que conquistei.

iv

Agradecimentos

Gostaria de agradecer primeiramente à minha família, minha mãe, Erica, meupai, Kleber e minha irmã, Kimberly, pelo amor e companheirismo que comparti-lhamos em casa. Agradeço em especial à minha mãe pela escolha do meu cursoe pelo incentivo ao estudo desde novo e ao meu pai pelos valores profissionais deseriedade e comprometimento nos quais me espelho. Esse trabalho, assim como aminha graduação, é a maior declaração de amor que tenho pelos dois.

Agradeço à minha namorada, Nathalia, por todos os momentos que compartilha-mos ao longo de (quase) toda a minha graduação. Espero poder retribuir todo o seuapoio, os conselhos e se necessário enfrentar junto dela nervosismos e insegurançasquanto à carreira profissional, como ela fez comigo durante todos estes anos. Acimade tudo, agradeço pelo seu amor e carinho incondicionais.

Agradeço aos amigos que criei ao longo do curso, Luísa, Elisa, Amanda Marques,Amanda Amaro, Julia, Rafaela, Marina, Vitória, Daniel, João, amigos da e-Racing,da Senel e da Abelardo Bueno pela companhia, estudos em conjunto, trabalhos emequipe, conversas pelos corredores e nas caronas. Agradeço em especial ao HenriqueFrazão, Rhaony Schmidt, Caio Marques, Pedro Dias, Adriano Fonseca e (Paulo)Geovane Santos de Mattos Junior por marcarem muitos dos momentos mais felizesda minha vida. É um prazer tê-los conhecido.

Sou grato a todos que foram responsáveis diretos pela minha formação comoprofissional. Agradeço ao Prof. Elkin, Ricardo Estrela, à Equipe Minerva e-Racing,à Semana da Engenharia Elétrica da UFRJ, Alexandre Caseira, Daniel, Levy e meusorientadores neste projeto, Prof. Amaro Olimpo, Engenheiro Marlon Max Bellido eProf. Walter Issamu Suemitsu. Tudo neste trabalho de conclusão de curso tem umpouco de experiência que adquiri com cada um deles.

Por fim, agradeço à Universidade Federal do Rio de Janeiro, todos os seus pro-fessores, funcionários e alunos pelos ensinamentos. A vivência nestes últimos 6anos de graduação foram determinantes para minha formação como cidadão e gra-ças à Universidade, me sinto capaz de enfrentar daqui em diante qualquer barreiraprofissional, qualquer necessidade de aprendizado e qualquer adversidade política eideológica que não esteja de encontro com os meus valores pessoais. Tenho orgulhode ter estudado em uma Universidade Pública e de qualidade.

v

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ comoparte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Eletricista.

ANÁLISE DE VIABILIDADE DA ADESÃO AO AMBIENTE DECONTRATAÇÃO LIVRE E AUTOCONSUMO EM GERAÇÃO

FOTOVOLTAICA

Erick Alves Sobrinho Pereira

Setembro/2019

Orientadores: Walter Issamu SuemitsuAmaro Olimpio Pereira Junior

Curso: Engenharia Elétrica

A energia é um dos insumos de maior importância no mundo, sendo essencialpara o desenvolvimento técnico, econômico e social de todos os países. Movidopelo crescimento de políticas ambientais, avanço técnológico em geração de energiae redução dos preços de fontes renováveis, a conjuntura atual é a de acompanharo aumento da demanda em energia elétrica de maneira a agredir cada vez menoso meio ambiente, com redução da emissão, de carbono na atmosfera. Da mesmaforma, tem sido proposta a redução do custo de se consumir e gerar energia elé-trica e as soluções diversas incluem o fomento de instalação de fontes renováveis enovos modelos econômicos e comerciais para fornecimento de energia aos clientesfinais. Este estudo tem como objetivo apresentar a estrutura atual dos ambientesde comercialização de energia elétrica no Brasil e de como se estruturam a fim degarantir o fornecimento de energia elétrica aos consumidores finais. Além disso, to-mando como referência o Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Rio deJaneiro, realiza-se um estudo de caso do consumidor pertencente ao mercado cativo,analisando sua viabilidade econômica de migração para o ambiente de contrataçãolivre de energia, considerando a instalação de um sistema solar fotovoltaico para seuautoconsumo.

vi

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillmentof the requirements for the degree of Engineer.

VIABILITY ANALYSIS ON ADHERENCE TO THE FREE ENERGY MARKETAND PHOTOVOLTAIC GENERATION COMSUPTION

Erick Alves Sobrinho Pereira

September/2019

Advisors: Walter Issamu SuemitsuAmaro Olimpio Pereira Junior

Course: Electrical Engineering

Energy is one of the world’s most important inputs, essential to technical, eco-nomic and social developments of all countries. Moved by the environmental dis-cussion growth, technological advances in energy generation and renewable sourcescosts reduction, the actual conjuncture is to follow the electric energy power growthin more sustainable ways, reducing carbon emission. In a similar way, energy con-sumption and generation costs have been reduced and the many solutions includerenewable energy promotion and new economic and commercial models to provideenergy to the final consumers. This project objective is to present the actual Brazil-ian electric energy markets and the way they are structured to provide electricenergy to the final consumers. Moreover, referenced in the Federal University ofRio de Janeiro’s Center of Technology, it is realized a study of the consumer in theregulated energy market, analyzing its economic viability of a movement to the freeenergy market and the project of a solar photovoltaic system construction.

vii

Sumário

Lista de Figuras x

Lista de Tabelas xii

Nomenclatura xiii

1 Introdução 11.1 Apresentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 Objetivos do Estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4 Descrição do Trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Comercialização de Energia Elétrica no Setor Elétrico Brasileiro 52.1 Ambientes de Comercialização de Energia . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Ambiente de Contratação Regulada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3 Ambiente de Contratação Livre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.4 Energia de Reserva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.5 Sistema de Compensação e Autoconsumo de Energia . . . . . . . . . 17

3 Centro de Tecnologia - UFRJ 213.1 O Centro de Tecnologia da UFRJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.2 Sistema Fotovoltaico 99 kWp - Fundo Verde UFRJ . . . . . . . . . . . 25

4 Metodologia 314.1 Valor Total da Fatura de Energia do CT-UFRJ . . . . . . . . . . . . 314.2 Migração do CT-UFRJ para o ACL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.3 Projeto de Sistema FV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.4 Indicadores Financeiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5 Resultados e Discussões 425.1 Fatura de Energia no ACR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425.2 Cenário 1 - Contratação de Energia no ACL . . . . . . . . . . . . . . 455.3 Cenário 2 - Minigeração de Energia com Sistema FV . . . . . . . . . 49

viii

5.4 Cenário 3 - Contratação de Energia no ACL e Autoprodução de Ener-gia com Sistema FV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

5.5 Comparação dos Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

6 Conclusões 586.1 Sugestões e Trabalhos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Referências Bibliográficas 62

ix

Lista de Figuras

2.1 Ambientes de Contratação de Energia. Elaboração Própria. . . . . . . 62.2 Submercados de Energia. Fonte: CCEE. Elaboração Própria. . . . . . 62.3 Ambiente de Contratação Livre - Faixas de Demanda de Consumidor.

Fonte: CCEE. Elaboração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.4 Liquidação de Contratos de Energia no Mercado de Curto Prazo pelo

Agente Consumidor. Elaboração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . 122.5 Esquemático do Processo de Adesão ao ACL. Fonte: Associação Bra-

sileira dos Comercializadores de Energia - ABRACEEL. ElaboraçãoPrópria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.6 Representação gráfica da definição de montantes e vigências. Fonte:CCEE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.7 Representação gráfica da modulação. Fonte: CCEE. . . . . . . . . . . 152.8 Sistema de Compensação de Energia, Geração Junto à carga. Elabo-

ração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.9 Autoconsumo Remoto. Elaboração Própria. . . . . . . . . . . . . . . 19

3.1 Mapa de Situação do CT/UFRJ. Fonte: Decania do CT. . . . . . . . 213.2 Consumo total de energia elétrica (MWh) nas unidades da Cidade

Universitária da UFRJ. Fonte: Fundo Verde. . . . . . . . . . . . . . . 223.3 Custo total da energia elétrica (R$) nas unidades da Cidade Univer-

sitária da UFRJ. Fonte: Fundo Verde. . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.4 Consumo referente às Faturas de Energia do CT-UFRJ. Fonte: Es-

critório de Planejamento do CT. Elaboração própria. . . . . . . . . . 233.5 Valor Total das Faturas de Energia do CT-UFRJ. Fonte: Escritório

de Planejamento do CT. Elaboração própria. . . . . . . . . . . . . . . 233.6 Sistema Fotovoltaico de 99kWp do Fundo Verde UFRJ conectado no

Laboratório de Corrosão da UFRJ - LNDC. Fonte: Fundo Verde. . . 263.7 Geração Média Diária do Sistema 99kWp. Fonte: Fundo Verde. Ela-

boração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.8 Geração Total Mensal do Sistema 99kWp. Fonte: Fundo Verde. Ela-

boração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

x

3.9 Energia Gerada no Sistema FV 99kWp e Radiação Solar em Junhode 2019. Fonte: Fundo Verde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.10 Energia Gerada no Sistema FV 99kWp comparado ao consumo doCT-UFRJ. Fonte: Fundo Verde. Elaboração Própria. . . . . . . . . . 30

3.11 Energia Gerada no Sistema FV 99kWp comparado ao consumo doCT-UFRJ, média diária. Fonte: Fundo Verde. Elaboração Própria. . 30

4.1 Método proposto para cálculo de energia através de dados de demandamedida. Elaboração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.2 Classificação das coberturas das edificações da Cidade Universitáriada UFRJ. Fonte: Fundo Verde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.3 Área de Instalação do Sistema Fotovoltaico. Fonte: Google Maps. . . 364.4 Irradiação medida no Sistema FV de 99kWp do Fundo Verde. Fonte:

Fundo Verde. Elaboração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.5 Orientação do Sistema Fotovoltaico Proposto e do Sistema FV 99kWp

do Fundo Verde. Fonte: Google Maps. . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5.1 Consumos da Fatura de Energia Média do CT-UFRJ. ElaboraçãoPrópria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

5.2 Valor Total Médio e Consumos Totais Médios da Fatura de Energiado CT-UFRJ. Elaboração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

5.3 Análise de Sensibilidade dos Resultados Financeiros no ACL e Con-sumos Totais Médios da Fatura de Energia do CT-UFRJ. ElaboraçãoPrópria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.4 Geração Total Mensal do Sistema FV Proposto. Elaboração Própria . 505.5 Consumos da Fatura de Energia Média do CT-UFRJ com Sistema

FV Proposto. Elaboração Própria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.6 Geração de Energia do Sistema FV Proposto e Consumo do CT-

UFRJ. Elaboração Própria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

xi

Lista de Tabelas

3.1 Tarifa de Média Tensão - Estrutura Horossazonal Verde Sem Impostos- Agosto/2019. Fonte: Light. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.2 Dados Gerais do Sistema de 99kWp do Fundo Verde UFRJ conectadono Laboratório de Corrosão da UFRJ - LNDC. Fonte: Fundo Verde. . 26

3.3 Dados do módulo FV instalado no Sistema FV 99kWp do FundoVerde. Fonte: Fundo Verde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.1 Alíquotas de ICMS - Estado do Rio de Janeiro - 2019. Fonte: Light. . 324.2 Medidas das áreas de instalação do Sistema FV e quantidade de mó-

dulos instalados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5.1 Resultados Financeiros das Faturas de Energia no Ambiente de Con-tratação Regulada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

5.2 Análise de Sensibilidade dos Resultados Financeiros das Faturas deEnergia em Ambiente de Contratação Livre. . . . . . . . . . . . . . . 47

5.3 Resultados financeiros da migração ao ACL. . . . . . . . . . . . . . . 495.4 Resultados Financeiros das Faturas de Energia Minigeração de Ener-

gia com Sistema Fotovoltaico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.5 Resultados financeiros da Minigeração com Sistema FV . . . . . . . . 535.6 Análise de Sensibilidade dos Resultados Financeiros das Faturas de

Energia em Ambiente de Contratação Livre e Autoprodução de Ener-gia com Sistema FV Proposto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.7 Resultados financeiros da migração ao ACL e Autoprodução de Ener-gia com Sistema FV Proposto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.8 Resultados financeiros dos três cenários de potencial de redução dafatura de energia do CT-UFRJ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

xii

Nomenclatura

ACL Ambiente de Contratação Livre

ACR Ambiente de Contratação Regulada

ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica

CCEAL Contrato de Comercialização de Energia no Ambiente Livre

CCEE Câmara de Comercialização de Energia Elétrica

CER Contrato de Energia de Reserva

CMO Custo Marginal de Operação

COFINS Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social

CONER Cota de Energia de Reserva

COPPE Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenha-ria

CT Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro

EER Encargo de Energia de Reserva

FV Fotovoltaico

ICMS Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços

MCP Mercado de Curto Prazo

MME Ministério de Minas e Energia

MPPT Maximum Power Point Tracker

MWh Megawatt-hora

ONS Operador Nacional do Sistema Elétrico

PIS Programa de Integração Social

xiii

PLD Preço de Liquidação das Diferenças

PROINFA Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica

R$ Real

SEB Setor Elétrico Brasileiro

SIN Sistema Interligado Nacional

TE Tarifa de Energia

TIR Taxa Interna de Retorno

TMA Taxa Mínima de Atratividade

TUSD Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição

TUST Tarifa de Uso do Sistema de Transmissão

UFRJ Universidade Federal do Rio de Janeiro

VPL Valor Presente Líquido

W Watt

Wp Watt-pico

xiv

Capítulo 1

Introdução

1.1 Apresentação

A energia é um dos insumos de maior importância no mundo, sendo essencial

para o desenvolvimento técnico, econômico e social de todos os países.

Movido pelo crescimento de políticas ambientais, avanço técnológico em geração

de energia e redução dos preços de fontes renováveis, a conjuntura atual é a de

acompanhar o aumento da demanda em energia elétrica de maneira a agredir cada

vez menos o meio ambiente, com redução da emissão de carbono na atmosfera.

Da mesma forma, tem sido proposta a redução do custo de se consumir e gerar

energia elétrica e as soluções diversas incluem o fomento de instalação de fontes

renováveis, o consumo eficiente de energia e novos modelos econômicos e comerciais

para fornecimento de energia aos clientes finais.

No Brasil, usinas de fontes renováveis compõem a maior parcela da matriz ener-

gética, com cerca de 83,2% do total [1]. Ainda assim, fomenta-se a construção de

novos parques geradores renováveis para suprir o aumento de demanda do País, até

mesmo por ações diretas do Governo Federal. São exemplos a criação do Programa

de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica - PROINFA, encargo pago

no Brasil para cobertura dos custos da energia elétrica produzida por empreendi-

mentos de Produtores Independentes Autônomos, concebidos com base em Fontes

Eólicas, Pequenas Centrais Hidrelétricas e Biomassa [2] e descontos nas tarifas de

1

distribuição para consumidores que realizarem compra de energia proveniente de

fontes renováveis [3].

Ao mesmo tempo, acompanhada do desenvolvimento de tecnologias para gera-

ção de energia, a política internacional é de reestruturação dos setores de energia

no âmbito da transmissão, distribuição e comercialização de energia elétrica. Com o

intuito de garantir o fornecimento de energia a todos, reduzir custos com o insumo

e auxiliar o avanço de fontes renováveis, faz-se necessária a criação de novos mode-

los, compostos hoje por geração distribuída, implementação de redes inteligentes e

abertura de mercados de comercialização de energia elétrica.

O Setor Elétrico Brasileiro iniciou a desverticalização na década de 1990, desti-

tuindo sistemas de monopólios estatais e orientado para o aumento da participação

privada, com o intuito de aumentar a eficiência das empresas de energia [4]. Desde

então, o setor se estruturou de forma a conter diversos agentes com perfis diferen-

tes, entre geradores, consumidores, agentes de transmissão e distribuição de energia

elétrica e agentes comercializadores de energia espalhados em mais de um ambiente

de comercialização de energia.

1.2 Motivação

Em 2010, foram estabelecidas, com o Plano Diretor UFRJ 2020, as vertentes da

Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ para sua expansão no futuro de 10

anos. Dentre as políticas de infraestruturas gerais das quais a universidade depende

para realizar suas atividades-fim, destaca-se a de redução de gastos em Energia

Elétrica [5]. No ano do estudo, os gastos referentes ao consumo de energia elétrica

representavam 20% do valor total com custeio, excluindo a folha de pagamento de

funcionários, totalizando R$ 25.000.000,00. Desta forma, o Plano Diretor UFRJ

2020 estabeleceu como meta a implementação de iniciativas que promovessem uso

racional e eficiente de energia elétrica dentro do Campus, visando reduzir os gastos

com o insumo.

Com o intuito de incentivar o desenvolvimento em energia para a Cidade Univer-

2

sitária da Universidade Federal do Rio de Janeiro, foi criado em 2012 o Fundo Verde,

responsável pela elaboração de projetos de infraestrutura sustentável nos setores de

geração e racionalização do uso de energia, água, resíduos e de mobilidade urbana

[6]. Dentre os projetos realizados na área de energia, destacam-se os estudos de

viabilidade técnica de geração de energia solar fotovoltaica nos telhados dos prédios

da Cidade Universitária da UFRJ e a implantação de um sistema solar fotovoltaico

em um estacionamento da Universidade, que iniciou sua operação em 2015.

1.3 Objetivos do Estudo

Este estudo tem como objetivo apresentar a estrutura atual dos ambientes de

comercialização de energia elétrica no Brasil e realizar um estudo de caso, tomando

como referência o Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro,

do consumidor pertencente ao mercado cativo, analisando sua viabilidade econô-

mica de migração para o ambiente de contratação livre de energia, considerando a

instalação de um sistema solar fotovoltaico para seu autoconsumo.

1.4 Descrição do Trabalho

O presente trabalho está estruturado em seis capítulos, incluindo a introdução,

conforme descrito a seguir.

No primeiro capítulo foi realizada uma breve introdução sobre o tema proposto

e a motivação para realização deste trabalho.

No segundo capítulo, inicialmente, é realizada uma breve apresentação sobre o

Modelo Atual do Sistema Elétrico Brasileiro, seguido pela apresentação dos seus

ambientes de comercialização de energia elétrica e as principais diferenças em cada

modalidade.

No terceiro capítulo são descritas características do Centro de Tecnologia da

Universidade Federal do Rio de Janeiro, assim como o Sistema Fotovoltaico do

Fundo Verde, ambos utilizados posteriormente no estudo de caso deste trabalho.

3

O quarto capítulo compreende a descrição da metodologia utilizada no estudo

de caso e as técnicas que permitem realizar a análise dos dados obtidos de geração

e consumo.

No quinto capítulo são apresentados os resultados do estudo de caso, com a

execução de três cenários utilizando da metodologia proposta a fim de analisar a

redução da fatura de energia elétrica referente ao centro de consumo estudado.

Por fim, no sexto e último capítulo é apresentada uma discussão sobre os resulta-

dos obtidos nos três cenários propostos, assim como uma conclusão para o conteúdo

apresentado neste trabalho.

4

Capítulo 2

Comercialização de Energia Elétrica

no Setor Elétrico Brasileiro

2.1 Ambientes de Comercialização de Energia

Tendo como motivação a crise de racionamento do ano de 2001, a ausência de

segurança no abastecimento de energia e a falta de regulação específica para compra

de energia pelos agentes de distribuição no País, desenvolveu-se o Novo Modelo do

Setor Elétrico Brasileiro - SEB , no ano de 2003 [4].

O Novo Modelo do SEB foi respaldado, entre outras, pela Lei no 10.848 e pelo

Decreto no 5.163 de 30 de julho de 2004 que tratam dos ambientes de comercializa-

ção do molde atual. É então estipulado que a comercialização de Energia Elétrica

entre consumidores, geradores e agentes do Sistema Interligado Nacional - SIN se dá

através dos Ambientes de Contratação Regulada - ACR ou Ambiente de Contrata-

ção Livre - ACL, pela contratação de Energia de Reserva e pela comercialização no

Mercado de Curto Prazo - MCP, de forma que cada consumidor do sistema esteja

coberto por um contrato de suprimento de energia [7], [8].

O esquemático dos ambientes de comercialização é apresentado na figura 2.1.

5

Figura 2.1: Ambientes de Contratação de Energia. Elaboração Própria.

Submercados

A fim de respeitar a presença e duração de restrições de transmissão aos fluxos de

energia elétrica no SIN, foram estabelecidos quatro submercados de energia no Brasil:

Norte, Nordeste, Sudeste/Centro-Oeste e Sul [9]. Para cada uma das subdivisões do

SIN é calculado um preço para realizar comercializações, baseado no Custo Marginal

de Operação - CMO . Desta forma, a energia circula livremente em cada submercado

e há limites de intercâmbio entre eles, devido a restrições de transmissão [10].

O mapa dos estados brasileiros, conectados ao SIN, por Submercado e um es-

quemático representando suas conexões de intercâmbio elétrico são apresentados na

figura 2.2.

Figura 2.2: Submercados de Energia. Fonte: CCEE. Elaboração Própria.

6

2.2 Ambiente de Contratação Regulada

O Ambiente de Contratação Regulada é formado pelas concessionárias de distri-

buição, permissionárias do SIN. O formato de contratação de energia neste ambiente

é realizado por meio de leilões públicos de energia [4]. Responsável por prover a rede

elétrica aos consumidores, os distribuidores recebem valores definidos pelo uso da

rede (Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição - TUSD), mas também pela energia

consumida (Tarifa de Energia - TE). No entanto, a distribuidora não realiza a venda

da energia ao consumidor final, apenas repassa os custos referente à comercialização

realizada nos leilões de energia.

O Ministério de Minas e Energia - MME providencia junto à Agência Nacional

de Energia Elétrica - ANEEL leilões de energia anualmente para atender a de-

manda energética das distribuidoras. Realizados pela Câmara de Comercialização

de Energia Elétrica - CCEE, os leilões de energia no ACR têm preço-teto fixado pela

ANEEL, em R$/MWh. O agente vencedor do leilão será aquele que oferecer maior

desconto em relação ao preço-teto [4].

Leilões de Energia

No SEB, são realizados diversos modelos de leilões de energia. Isto ocorre para

evitar concorrências desleais entre diferentes fontes de energia; fomentar a instala-

ção de fontes renováveis; impedir competição entre empreendimentos novos, com a

necessidade de recuperar o capital investido, e usinas existentes, com investimentos

amortizados, além de necessidades específicas do Sistema Elétrico [4], [8]. De acordo

com a CCEE, são nove os modelos de leilão de energia no ACR [11]:

- Leilão de Venda: leilão realizado em 2002 com o objetivo de vender lotes de

energia ofertados por empresas geradoras federais aos agentes distribuidores;

- Leilão de Fontes Alternativas: tem o objetivo de atender o aumento de

demanda do SEB e fomentar a participação das fontes eólica, biomassa e energia

proveniente de Pequenas Centrais Hidrelétricas na matriz energética;

- Leilão de Excedentes: realizado em 2003 com o objetivo de se realizar a venda

7

dos excedentes de energia elétrica das concessionárias e autorizadas de geração da

liberação de contratos iniciais;

- Leilão Estruturante: é um leilão com o objetivo de atender projetos indicados

por resolução do Conselho Nacional de Política Energética (CNPE) e aprovados pelo

presidente da República;

- Leilão de Energia de Reserva: a contratação de Energia de Reserva tem

como objetivo aumentar a segurança no fornecimento de energia no SIN;

- Leilão de Energia Nova: esta modalidade de leilão visa atender o aumento

de carga dos agentes distribuidores e consiste na comercialização de usinas que ainda

serão construídas;

- Leilão de Energia Existente: esta modalidade de leilão é responsável por

realizar a comercialização de energia proveniente de usinas já construídas, com in-

vestimentos amortizados e preços mais baixos comparado ao de usinas novas;

- Leilão de Compra: realizados entre 2003 e 2004 com o intuito de liberar

volume de energia atrelado aos contratos iniciais;

- Leilão de Ajuste: tem como objetivo adequar a contratação de energia dos

agentes distribuidores, devido à diferença entre as previsões realizadas e o compor-

tamento de consumo.

Os leilões de energia no ACR têm prazo de construção definidos no momento

do edital. Considera-se ”A” o ano previsto para o início do suprimento da energia

elétrica e os prazos são definidos como ”A-N” sendo N: número de anos para cons-

trução da usina. Desta forma, de acordo com o Art. 19, inciso III do Decreto no

5.163/2004, os prazos de contratação no ACR são [8]:

- Contratação de Energia Nova (A-3, A-4, A-5 e A-6);

- Contratação de Energia Existente (A, A-1, A-2, A-3, A-4 e A-5);

- Contratação de Energia proveniente exclusiva de Fontes Alternativas (A-1, A-2,

A-3, A-4, A-5 e A-6);

- Contratação de Energia proveniente de projetos de geração indicados por Re-

solução do CNPE e aprovada pelo Presidente da República (A-5, A-6 e A-7);

8

- Contratação de Energia Elétrica proveniente de novo empreendimento de gera-

ção com licitação conjunta dos ativos de transmissão necessários para seu escoamento

(A-5, A-6 e A-7).

Modalidades Contratuais

Existem duas modalidades de Contratos de Comercialização de Energia no Am-

biente Regulado - CCEAR dependendo de quem assume os riscos hidrológicos: con-

tratos por quantidade e por disponibilidade [10].

Na modalidade de Contratação por Quantidade de Energia, é estipulado que os

geradores recebam dos distribuidores um valor fixado em R$/MWh pelo montante

contratado em MWh. Desta forma, caso o agente gerador não forneça a quantidade

de energia estipulada, cabe a ele realizar liquidações no MCP para cumprir com

a obrigação contratual. Nesta modalidade de contratação, o ponto de entrega é o

centro de gravidade do submercado do gerador, o que significa que o agente gerador

arca com os custos de perdas ohmicas ocorridas da saída da usina até o centro de

gravidade do submercado em que a usina está.

Na modalidade de Contratação por Disponibilidade de Energia, o agente gerador

contratado por agentes distribuidores recebe valor fixo, desvinculado da sua geração

de energia, apenas pela disponibilidade. Com isto, o risco hidrológico é repassado aos

agentes compradores e espera-se que os preços ofertados por estes agentes geradores

sejam menores que em contratação por quantidade de energia [4].

Classes de Consumidor

Os consumidores no Ambiente de Contratação Regulada, são classificados em

dois grandes grupos de consumidores, de acordo com sua tensão de fornecimento e

com a finalidade da unidade consumidora: o Grupo A e o Grupo B [12].

O Grupo A é um grupamento composto de unidades consumidoras com for-

necimento em tensão igual ou superior a 2,3kV, ou atendidas a partir de sistema

subterrâneo de distribuição em tensão secundária, caracterizado pela tarifa binômia

9

e subdividido nos seguintes subgrupos:

– subgrupo A1: tensão de fornecimento igual ou superior a 230kV;

– subgrupo A2: tensão de fornecimento de 88kV a 138kV;

– subgrupo A3: tensão de fornecimento de 69kV;

– subgrupo A3a: tensão de fornecimento de 30kV a 44kV;

– subgrupo A4: tensão de fornecimento de 2,3kV a 25kV;

– subgrupo AS: tensão de fornecimento inferior a 2,3kV, a partir de sistema

subterrâneo de distribuição.

O Grupo B é um grupamento composto de unidades consumidoras com forneci-

mento em tensão inferior a 2,3kV, caracterizado pela tarifa monômia e subdividido

nos seguintes subgrupos:

– subgrupo B1: residencial;

– subgrupo B2: rural;

– subgrupo B3: demais classes;

– subgrupo B4: Iluminação Pública.

2.3 Ambiente de Contratação Livre

O Ambiente de Contratação Livre é o ambiente em que a contratação de energia

ocorre mediante operações de compra e venda entre agentes concessionários, permis-

sionários e autorizados de geração, comercializadores, importadores, exportadores de

energia elétrica e consumidores livres. As relações contratuais são estabelecidas li-

vremente através de contratos bilaterais que estabelecem prazos, volumes de energia,

preços, entre outros [8].

Para que um consumidor esteja apto a participar do ACL, é necessário que te-

nha demanda contratada mínima, estipulada pela ANEEL [8]. Consumidores com

demanda contratada abaixo de 500kW não podem migrar do ACR para o ACL; com

demanda entre 500kW e 2,5MW, estão aptos a se tornarem Consumidores Especiais

e acima de 2,5MW pode se tornar Consumidores Livres. Os consumidores espe-

ciais podem realizar comunhão de carga para entrar no mercado livre, somando a

10

demanda contratada dentro da faixa permitida. Para isso é necessário que consumi-

dores com o mesmo Cadastro Nacional de Pessoa Jurídica - CNPJ ou localizados em

área contígua, sem separação por vias públicas, agreguem suas cargas para atingir

o nível exigido para se tornar consumidor especial.

É possível observar no esquemático os limites de demanda para cada perfil de

consumidor na figura 2.3.

Figura 2.3: Ambiente de Contratação Livre - Faixas de Demanda de Consumidor.

Fonte: CCEE. Elaboração Própria.

Os consumidores Livres podem realizar contratação de energia proveniente de

qualquer fonte de geração, enquanto que os consumidores especiais realizam contra-

tação de energia dita ”Energia Incentivada”, proveniente de usinas eólicas, solares,

a biomassa, hidráulicas ou cogeração qualificada1, com potência inferior ou igual a

30.000 kW [14]. Estes, por adquirirem energia de fontes renováveis, têm direito à

redução na TUSD e na Tarifa de Uso do Sistema de Transmissão - TUST, entre

50% e 100% da tarifa total da concessionária ou permissionária responsável pelo

fornecimento de energia.

Comercializadores Atacadista e Varejista

No Setor Elétrico Brasileiro, os contratos bilaterais são firmados contendo o

montante de energia contratada, período de fornecimento e suas condições. Caso,

no final do período de liquidação, o consumidor ou gerador tenham ficado expostos,

isto é, não obtiveram lastro de energia suficiente para seu consumo ou geração,

devem realizar contratações no MCP.1Segundo a Resolução Normativa 235 de 14 de novembro de 2006 da ANEEL, cogeração qua-

lificada é o processo operado numa instalação específica para fins da produção combinada dasutilidades calor e energia mecânica, esta geralmente convertida total ou parcialmente em ener-gia elétrica, a partir da energia disponibilizada por uma fonte primária, que atende os requisitosdefinidos pela Resolução, segundo aspectos de racionalidade energética [13].

11

No Mercado Varejista, o consumidor final não tem a necessidade de definir o

montante de energia contratada, pois é representado junto à CCEE pelo Comerci-

alizador Varejista [15]. Desta forma, cabe ao comercializador firmar contratos com

vendedores de energia e realizar liquidações no Mercado de Curto Prazo.

Mercado de Curto Prazo

As relações comerciais entre agentes compradores e vendedores são realizadas

através de contratos de compra e venda no ACR e no ACL e devem ser registrados

na CCEE. Todavia, as diferenças entre o consumo dos agentes e o que foi contratado

devem ser liquidadas no Mercado de Curto Prazo da CCEE [4].

Efetuado o período de consumo mensal, a CCEE apura as diferenças entre os

recursos e requisitos de cada agente, podendo ser positivas, implicando na venda de

energia no MCP, ou negativas, implicando na compra de energia no MCP. O esque-

mático das liquidações realizadas para um agente consumidor no MCP é apresentado

na figura 2.4.

Figura 2.4: Liquidação de Contratos de Energia no Mercado de Curto Prazo pelo

Agente Consumidor. Elaboração Própria.

As liquidações ao final do período são valoradas ao Preço de Liquidação das

Diferenças - PLD, que é estipulado semanalmente pela CCEE [16]. O PLD é cal-

culado semanalmente pela CCEE, para cada patamar de carga e cada submercado,

utilizando os mesmos modelos computacionais que o Operador Nacional do Sistema

Elétrico - ONS . O PLD tem como referência o CMO, mas se diferencia por con-

ter valores máximo e mínimo e não considerar restrições de transmissão dentro dos

submercados [17].

12

Processo de Migração para o ACL

O Processo de Adesão de um consumidor ao Ambiente de Contratação Livre de

Energia no Mercado Varejista é apresentado pelo esquemático da figura 2.5. Apesar

da contratação de energia ser realizada bilateralmente entre comprador e vendedor,

a entrada de um consumidor neste ambiente de contratação é um processo que

envolve, além destes dois agentes, a concessionária responsável pelo fornecimento de

energia no ACR, a CCEE e prestadores de serviços técnicos [14].

Figura 2.5: Esquemático do Processo de Adesão ao ACL. Fonte: Associação Brasi-

leira dos Comercializadores de Energia - ABRACEEL. Elaboração Própria

Primeiramente, devem-se avaliar as condições de tensão e demanda mínima.

Como descrito no capítulo 2.3, deve-se ter demanda contratada de 500kW para se

tornar consumidor especial e de 2,5MW para se tornar livre. Como requisito de

tensão, desde 1o de janeiro de 2019, os consumidores que, em 7 de julho de 1995,

consumirem carga igual ou superior a 3.000 kW e forem atendidos em tensão inferior

a 69kV poderão optar pela compra de energia elétrica a qualquer concessionário,

permissionário ou autorizatário de energia elétrica do sistema [18] [19].

O segundo passo é analisar o contrato vigente com a distribuidora. O contrato de

compra de energia regulada ou contrato de fornecimento tem, usualmente, vigência

de 12 meses e deve ser rescindido para a migração com seis meses de antecedência.

Após analisar os contratos vigentes, o consumidor deve realizar um estudo de

viabilidade econômica, comparando as previsões de gastos com eletricidade no ACL

e no Mercado Cativo. Caso decida pela migração para o mercado livre, o consumi-

dor deve enviar uma carta à distribuidora comunicando a denúncia dos contratos

13

vigentes. Se quiser antecipar a rescisão contratual, deve pagar pelo encerramento

antecipado do contrato.

A Compra de energia no ACL é realizada por meio de contratos de compra de

energia em ambiente de contratação livre e/ou de contratos de compra de energia

incentivada. O contrato pode ser comprado de comercializadores, geradores ou ou-

tros consumidores, por meio de cessão de energia. As condições de um contrato de

energia no ACL serão apresentadas no capítulo 2.3.

O passo seguinte é a adequação do sistema de medição para faturamento (SMF).

Os consumidores livres e especiais precisam adequá-lo aos requisitos descritos no

procedimento de rede, submódulo 12.2 [20].

Por fim, o último passo para a migração do consumidor é realizar a adesão à

CCEE. Realizada a adesão, torna-se compulsório o pagamento mensal da contribui-

ção associativa à CCEE, referente aos custos operacionais que são rateados entre os

agentes de acordo com o volume de energia comercializado por cada um.

Contratação de Energia no ACL

No ACL são realizados Contratos de Comercialização de Energia no Ambiente Li-

vre - CCEAL, caracterizados pela bilateralidade entre comprador e vendedor, sendo

definidos preços, vigências e montantes de energia elétrica contratada [21]. Estes

contratos, após celebrados, devem ser registrados junto à CCEE.

O montante de energia contratada é definido no CCEAL, em Mega Watt médio

- MWmed, podendo ser definidos em vigência única para todo o tempo de contrato,

ou em diversas vigências, como se pode ver na figura 2.6. A decisão de realizar a

contratação de energia com única ou diversas vigências deve considerar a estima-

tiva de consumo do agente comprador e a estratégia referente à venda de energia

contratada excedente ao final do período de faturamento, valorado à PLD.

14

Figura 2.6: Representação gráfica da definição de montantes e vigências. Fonte:

CCEE.

Outro item definido num CCEAL é a modulação do montante contratado. Como

um movimento análogo ao montante de energia contratado por vigências, a modula-

ção corresponde ao processo de determinação de valores de energia em base horária,

sendo a distribuição do montante de cada vigência pelo número de horas ou semanal-

mente sido feita previamente entre as partes envolvidas [21]. Sua representação pode

ser vista na figura 2.7. Caso o agente comprador opte por realizar a contratação

sem modulação, o CCEAL é modulado automaticamente dividindo-se proporcional-

mente o total da energia mensal pelo número de horas do mês faturado, chamada

modulação flat.

Figura 2.7: Representação gráfica da modulação. Fonte: CCEE.

No que diz respeito ao montante de energia contratada pode-se ainda optar

pela flexibilidade do consumo. É estabelecido uma margem de consumo flexível,

15

geralmente de 10%, da qual o consumo pode divergir do contratado, reduzindo assim

os riscos de déficits e superávits da contratação de energia. Todavia, quanto maior a

margem de flexibilidade, a tendência é que o valor cobrado pelo mercado será maior,

visto que esta característica aumenta o risco do agente que está vendendo energia

[22].

2.4 Energia de Reserva

A contratação de Energia de Reserva tem como objetivo garantir a continuidade

do fornecimento de energia elétrica no SIN [7]. Os Contratos de Energia de Reserva

- CER são firmados entre os agentes vendedores vencedores dos leilões e a CCEE,

representando os agentes de consumo, de todos os ambientes de contratação.

Todos os agentes consumidores são cobrados a Cota de Energia de Reserva -

CONER . Por isso, os usuários da energia de reserva celebram com a CCEE um

contrato para uso de energia de reserva e pagam à ela o encargo. De acordo com as

Regras de Comercialização - Contratação de Energia de Reserva da CCEE [23], o

Encargo de Energia de Reserva - EER é calculado em função:

- do total de receitas fixas líquidas pagas aos Agentes Vendedores de Energia de

Reserva;

- do saldo da CONER no montante do cálculo;

- dos valores monetários decorrentes da adoção do mecanismo de retenção da

receita fixa;

- dos recursos financeiros necessários para cobrir os custos administrativos, fi-

nanceiros e tributários incorridos pela CCEE;

- do valor correspondente a um fundo de garantia constituído para suportar

eventuais inadimplências no pagamento deste encargo setorial.

16

2.5 Sistema de Compensação e Autoconsumo de

Energia

O sistema de compensação de energia, no qual o gerador de energia é conectado

ao sistema de distribuição para abatimento de consumo de uma ou mais unidades,

permite que agentes consumidores sejam responsáveis pela própria geração.

Os sistemas conectados à rede têm como finalidade gerar energia para a rede

elétrica e reduzir o montante consumido em uma unidade, seja por autoconsumo ou

através do sistema de compensação de energia [24].

No ACR, o consumidor tem a possibilidade de abater seu consumo quase em sua

totalidade, devendo pagar um consumo mínimo chamado de custo de disponibilidade

[25], ou parcialmente junto à distribuidora a qual está conectado. As condições ge-

rais para o acesso de geração distribuída são estabelecidas pela Resolução Normativa

no 482, de 17 de abril de 2012 [25], modificada pela Resolução Normativa no 687, de

24 de novembro de 2015 [26], na qual é estabelecido que o sistema de compensação

de energia é caracterizado pela injeção de energia ativa à rede por uma unidade con-

sumidora, através de microgeração ou minigeração, por meio de empréstimo gratuito

à distribuidora local e compensada com o consumo de energia elétrica ativa.

Microgeração e Minigeração Distribuída

São definidas quanto à capacidade instalada de geração conectada à uma unidade

consumidora:

- Microgeração Distribuída: é uma central geradora de energia elétrica, com

potência instalada inferior ou igual a 75kW, proveniente de cogeração qualificada ou

fontes renováveis de energia elétrica, conectadas por meio de unidades consumidoras

à rede de distribuição [26].

- Minigeração Distribuída: é uma central geradora de energia elétrica com

potência instalada superior a 75kW e inferior ou igual a 5MW, proveniente de co-

geração qualificada ou fontes renováveis de energia elétrica, por meio de unidades

17

consumidoras [26].

Geração junto à carga

Caso o sistema de geração seja conectado no mesmo ponto de medição de con-

sumo, o medidor utilizado é digital e registra a energia que a unidade consome e

também a que injeta na rede elétrica [24]. O sistema de compensação de energia

com geração junto à carga é esquematizado na figura 2.8.

Figura 2.8: Sistema de Compensação de Energia, Geração Junto à carga. Elaboração

Própria.

Autoconsumo Remoto

Autoconsumo remoto é definido por centros de consumo de mesma titularidade

ou mesma pessoa jurídica, que possua uma unidade com microgeração ou minigera-

ção distribuída em localidade diferente das unidades consumidoras, na mesma área

de concessão. A compensação de energia ativa é realizada nas unidades consumido-

ras pela energia excedente da unidade conectada à geração [25].

O sistema de autoconsumo remoto é esquematizado na figura 2.9.

18

Figura 2.9: Autoconsumo Remoto. Elaboração Própria.

Empreendimento com Múltiplas Unidades Consumidoras

No caso de unidades consumidores em áreas contíguas ou mesma propriedade, é

possível que seja instalado Microgeração ou Minigeração Distribuída, de forma que

cada uma receba uma fração da energia gerada pelo Sistema de Compensação de

Energia. Caso o empreendimento tenha instalada área comum, esta será conectada

como unidade consumidora à parte sob responsabilidade do condomínio, adminis-

tração ou do proprietário [25].

Geração Compartilhada

O Sistema de Geração Compartilhada consiste numa reunião de unidadades con-

sumidoras, dentro da mesma área de concessão, conectados à mesma distribuidora,

por meio de consórcio ou cooperativa composta por pessoa física ou jurídica. Neste

modelo, a energia gerada por uma unidade consumidora com microgeração ou mi-

nigeração distribuída é compensada em unidades consumidoras em localidade dife-

rente.

Autoconsumo no ACL

É vedada a participação de unidades presentes no ACL ao Sistema de Compen-

sação de Energia [25], tendo em vista que este perfil de consumidor não realiza a

compra de energia junto à distribuidora, não sendo possível realizar a injeção de

potência ativa na rede com cessão a título de empréstimo gratuito.

19

Desta forma, o consumidor no ACL que realizar geração junto à carga instalada,

terá como finalidade realizar o abatimento da energia ativa consumida contabilizada

junto à CCEE.

20

Capítulo 3

Centro de Tecnologia - UFRJ

3.1 O Centro de Tecnologia da UFRJ

O Centro de Tecnologia - UFRJ é um dos Centros de Ensino da UFRJ, com-

posto por duas Unidades: a Escola Politécnica da UFRJ e a Escola de Química

da UFRJ, responsáveis por ministrar os cursos de engenharia da UFRJ; e três ór-

gãos complementares: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa

de Engenharia - COPPE/UFRJ , Instituto de Macromoléculas - IMA e Núcleo In-

terdisciplinar para o Desenvolvimento Social - Nides [27]. No empreendimento, a

circulação de pessoas pode chegar a mais de 10 mil pessoas por dia, dentre alunos,

professores, técnico-administrativos e visitantes. Na figura 3.1 encontra-se a planta

de situação do CT-UFRJ.

Figura 3.1: Mapa de Situação do CT/UFRJ. Fonte: Decania do CT.

21

Consumo do Centro de Tecnologia da UFRJ

Dentre todas as unidades da Cidade Universitária da UFRJ, de acordo com o

Fundo Verde UFRJ, o CT-UFRJ foi a que contabilizou o maior consumo e custo

total com energia elétrica no período de maio/2013 a abril/2014 [6]. Os gráficos 3.2

e 3.3 apresentam estes dados.

Figura 3.2: Consumo total de energia elétrica (MWh) nas unidades da Cidade Uni-

versitária da UFRJ. Fonte: Fundo Verde.

Figura 3.3: Custo total da energia elétrica (R$) nas unidades da Cidade Universitária

da UFRJ. Fonte: Fundo Verde.

22

Nas figuras 3.4 e 3.5 são apresentados os dados de Memória de Massa do CT e

valores totais das faturas de energia, para o período de janeiro/2012 a outubro/2014.

Os dados foram fornecidos pelo Escritório de Planejamento do CT.

Figura 3.4: Consumo referente às Faturas de Energia do CT-UFRJ. Fonte: Escritório

de Planejamento do CT. Elaboração própria.

Figura 3.5: Valor Total das Faturas de Energia do CT-UFRJ. Fonte: Escritório de

Planejamento do CT. Elaboração própria.

Fatura de Energia sem Impostos

O CT-UFRJ é uma unidade consumidora, perfil consumidor A4, conectada à

rede de Distribuição da Light Serviços de Eletricidade SA. A unidade consumidora

23

está conectada à rede de média tensão e sua tensão de fornecimento de energia é

de 13,2kV [28]. Sua modalidade tarifária é a modalidade tarifa horária verde, que é

aplicada apenas às unidades consumidoras do grupo A e é caracterizada por tarifas

de consumo de energia elétrica, de acordo com as horas de utilização do dia e com

tarifa única de demanda de potência medida [12].

A Modalidade Tarifaria Horossazonal Verde se caracteriza pela cobrança da ener-

gia elétrica consumida, diferenciada nos postos tarifários de ponta e fora-ponta, e

pela demanda máxima medida no período de faturamento. O posto tarifário de

ponta é compreendido por um período de três horas consecutivas e deve ser aplicado

em cinco dias da semana, conforme estabelecido pela ANEEL, com caracterísiticas

específicas definidas por cada concessionária e permissionária [12]. Na Light Distri-

buidora, o horário de ponta é compreendido entre 17h30 e 20h30, com exceção de

sábados, domingos e feriados nacionais [29].

A tarifa final é composta por duas parcelas destinadas a produtos diferentes,

como descrito no capítulo 2.2: TE e a TUSD. A TE é valor determinado pela

ANEEL, em R$/MWh, utilizado para efetuar o pagamento referente ao consumo de

energia e a TUSD é valor monetário unitário determinado pela ANEEL, também em

R$/MWh ou em R$/kW, utilizado para efetuar o faturamento mensal de usuários

do sistema de distribuição de energia elétrica pelo uso do sistema elétrico [12].

Desta forma, o valor total da fatura de energia, sem incidêncida de impostos,

paga pelo CT-UFRJ é expresso pelo equação 3.1 e os respectivos valores estipulados

pela Light Distribuidora são apresentados na tabela 3.1.

FSI = D × TD +DU × TDU + CP × TCP + CFP × TCFP (3.1)

Sendo:

FSI a Fatura Total, sem incidência de impostos, em R$;

D a demanda contratada, em kW;

TD o valor da tarifa de demanda contratada, em R$/kW;

DU a demanda de ultrapassagem, em kW;

24

TDU o valor da tarifa de demanda de ultrapassagem, em R$/kW;

CP o consumo horário de ponta, em kWh;

TCP o valor da tarifa de consumo horário de ponta, em R$/kWh;

CFP o consumo horário fora de ponta, em kWh;

TCFP o valor da tarifa de consumo horário fora de ponta, em R$/kWh.

Tabela 3.1: Tarifa de Média Tensão - Estrutura Horossazonal Verde Sem Impostos

- Agosto/2019. Fonte: Light.

Nível de Tensão

Demanda

(R$/kW)

Consumo

(R$/MWh)Demanda de

Ultrapassagem (R$/kW)TUSD +

TETUSD TE

Ponta Fora-Ponta

TUSD +

TETUSD TE

TUSD +

TETUSD TE

TUSD +

TETUSD TE

A4

(2,3 a 25kV)17,50 17,50 0 1.353,15 912,47 440,48 394,86 125,44 269,42 35,00 35,00 0

3.2 Sistema Fotovoltaico 99 kWp - Fundo Verde

UFRJ

Com o intuito de elaborar projetos de infraestrutura sustentável nos setores de

geração e racionalização do uso de energia, água, resíduos e de mobilidade urbana,

principalmente para o campus da Cidade Universitária da UFRJ, foi instituído em

2012 o Fundo Verde de desenvolvimento e energia [6].

Dentre seus projetos de sustentabilidade, em 2015 foi inaugurado o Sistema Fo-

tovoltaico - FV conectado junto à concessionária através do Laboratório de Cor-

rosão da UFRJ - LNDC. O gerador foi instalado em estruturas metálicas em for-

mato de cobertura para o estacionamento ao lado do Laboratório de Geotecnia do

PEC/COPPE/UFRJ do Centro de Tecnologia da UFRJ [6]. A figura 3.6 mostra

uma vista áerea do Sistema FV.

25

Figura 3.6: Sistema Fotovoltaico de 99kWp do Fundo Verde UFRJ conectado no

Laboratório de Corrosão da UFRJ - LNDC. Fonte: Fundo Verde.

O gerador possui capacidade instalada de 99kWp, 396 módulos fotovoltaicos,

6 inversores e ocupa área de aproximadamente 683,1 m2. O sistema ainda inclui

uma estação de dados elétricos, a fim de medir a quantidade de energia gerada e

uma estação metereológica, a fim de medir radiação solar, temperatura, entre outros

parâmetros ambientais2. As tabelas 3.2 e 3.3 apresentam dados gerais do Sistema

FV ligado ao LNDC.

Tabela 3.2: Dados Gerais do Sistema de 99kWp do Fundo Verde UFRJ conectadono Laboratório de Corrosão da UFRJ - LNDC. Fonte: Fundo Verde.

No de arranjos FV 22No de módulos FV por arranjo 18Potência dos Módulos FV 250 WpPotência Nominal dos Inversores 17 kWNo de Inversores 6Potência Total Instalada (kWp) 99 kWpÁrea Total do Sistema FV 683,1 m2

Inclinação dos Módulos FV 10o

Orientação do Sistema 46o a oesteEstrutura de Suporte Cobertura metálica para estacionamentoCusto Total do Sistema FV R$ 1.600.000,00

2Os dados utilizados neste capítulo foram cedidos pelo Engenheiro Bellido, M. do Fundo Verde

26

Tabela 3.3: Dados do módulo FV instalado no Sistema FV 99kWp do Fundo Verde.Fonte: Fundo Verde.

Fabricante KyoceraModelo KD250GH-4FB2

Performance Elétrica a 1000 W/m2 (STC)Máx. Potência [W] 250Tensão de Máx. Potência (Vmp) [V] 29.8Corrente de Máx. Potência (Imp) [A] 8.39Tensão de Circuito Aberto (Voc) [V] 36.9Corrente de Curto-Circuito (Isc) [A] 9.09Eficiência [%] 15.1

Características do MóduloComprimento [mm] 1662 ( 2.5)Largura [mm] 990 ( 2.5)Profundidade [mm] 46Peso [kg] 20Células por Módulo 60Tecnologia das Células Multi-cristalinaeDimensões das Células(Quadrada) [mm] 156 x 156

Geração do Sistema Fotovoltaico 99 kWp - Fundo Verde UFRJ

Dados de medição de geração e solarimétricos do Sistema FV, referentes aos

anos de 2017 a julho de 2019, foram fornecidos pelo Projeto Fundo Verde - UFRJ.

A geração média anual para o período diário e a geração total mensal do sistema

encontram-se nos gráficos das figuras 3.7 e 3.8. É observado padrão de geração ao

longo do dia durante os três anos medidos, com geração máxima entre 12 e 13 horas.

Da mesma forma, observa-se variação de geração ao longo do ano, com aumento nos

meses de verão e diminuição nos meses de inverno. Pelo gráfico da figura 3.9, de

geração por irradiação medida, é possível obervar também que a geração do Sistema

FV é proporcional à irradiação incidida sobre os módulos fotovoltaicos.

27

Figura 3.7: Geração Média Diária do Sistema 99kWp. Fonte: Fundo Verde. Elabo-

ração Própria.

Figura 3.8: Geração Total Mensal do Sistema 99kWp. Fonte: Fundo Verde. Elabo-

ração Própria.

28

Figura 3.9: Energia Gerada no Sistema FV 99kWp e Radiação Solar em Junho de

2019. Fonte: Fundo Verde.

Se comparado ao consumo do Centro de Tecnologia da UFRJ, do qual pertence

o LNDC, a geração do Sistema FV de 99kWp é pequena. No gráfico da figura 3.10

é realizada a comparação dos montantes de energia e percebe-se que a geração do

Sistema FV não tem como finalidade o autoconsumo de todo o Centro de Tecnolo-

gia, pois é subdimensionado para isto. Ainda assim, no gráfico da figura 3.11 são

apresentadas as curvas de geração média do Sistema FV de 99kWp e de consumo

médio do CT-UFRJ ao longo de um dia e é possível observar que ambas têm carac-

terística semelhante de pico de energia entre 12 e 13 horas. Esse fenômeno evidencia

o potencial de redução financeira na fatura de energia se conectado a um Sistema

FV com outras dimensões e instalado na mesma região.

29

Figura 3.10: Energia Gerada no Sistema FV 99kWp comparado ao consumo do

CT-UFRJ. Fonte: Fundo Verde. Elaboração Própria.

Figura 3.11: Energia Gerada no Sistema FV 99kWp comparado ao consumo do

CT-UFRJ, média diária. Fonte: Fundo Verde. Elaboração Própria.

30

Capítulo 4

Metodologia

4.1 Valor Total da Fatura de Energia do CT-UFRJ

Para propor soluções de economia sobre o valor total da fatura de energia do CT-

UFRJ, é necessário calcular primeiramente seu valor atual, considerando montantes

de energia consumidos pela unidade e as tarifas pagas à concessionária de energia.

Em 3.1 é descrita a cobrança sem impostos realizada para o perfil consumidor do

CT-UFRJ na Modalidade Tarifária Horossazonal Verde, todavia para este estudo

serão considerados impostos incidentes sobre as tarifas descritas e montantes de

energia elétrica condizentes com o histórico de consumo fornecido pelo Escritório de

Planejamento do CT.

Tributação sob Tarifa de Energia

Sobre a Tarfia de Energia de cada concessionária, incidem impostos federais,

estaduais e municipais. As alíquotas dos impostos Programa de Integração Social -

PIS e Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social - COFINS variam

de acordo com o volume de créditos apurados mensalmente pelas concessionárias e

com o PIS e a COFINS pagos sobre custos e despesas no mesmo período, tais como

a energia adquirida para revenda ao consumidor, enquanto que o Imposto sobre

Circulação de Mercadorias e Serviços - ICMS é regulamentado diferentemente para

cada Estado [30]. A equação 4.1 descreve a incidência destes impostos sobre a fatura

31

de energia elétrica e a Tabela 4.1 mostra os valores referentes às alíquotas de ICMS

para o Estado do Rio de Janeiro, por classe e faixa de consumo [30].

FCI =FSI

1− (PIS/PASEP + COFINS + ICMS)(4.1)

Sendo:

FCI a Fatura Total, com incidência de impostos, em R$;

FSI a Fatura Total, sem incidência de impostos, em R$;

PIS/PASEP a alíquota do PIS/PASEP relativo ao mês de referência divulgada

pela concessionária;

COFINS a alíquota da COFINS relativo ao mês de referência divulgada pela

concessionária;

ICMS a alíquota do ICMS relativo ao Estado do consumidor, sua classe e faixa

de consumo.

Tabela 4.1: Alíquotas de ICMS - Estado do Rio de Janeiro - 2019. Fonte: Light.Classe Faixa de Consumo Alíquota

Poder Público Estadual Isento IsentoResidencial Até 50 IsentoResidencial Até 300 18%

Demais Classes Até 300 20%Todas as Classes De 301 até 450 31%Todas as Classes Acima de 450 30%

Energia Medida da Memória de Massa do CT-UFRJ

Os dados fornecidos de Memória de Massa do CT-UFRJ apresentam medição de

demanda da unidade consumidora, medidos em períodos de quinze minutos. Sabe-se

que a energia consumida é calculada pela equação 4.2 [31].

E = P × t (4.2)

Sendo:

E é energia consumida;

32

P é potência medida;

t é o tempo de medição.

Desta forma, o montante de energia consumido durante o período de estudo é

calculado conforme a equação 4.3 e seu esquemático é apresentado na figura 4.1.

Et1t2 =

∫ t2

t1

D(t)dt (4.3)

Sendo:

Et1t2 é energia consumida no período de t1 a t2, em kWh;

D(t) é a demanda medida no instante t, em kW;

t é o tempo de medição;

t1 é o instante inicial de medição;

t2 é o instante final de medição.

Figura 4.1: Método proposto para cálculo de energia através de dados de demanda

medida. Elaboração Própria.

Filtragem de Dados da Memória de Massa do CT-UFRJ

Para efeito de contabilização dos montantes de energia consumidos nos horários

de ponta e fora de ponta, foram filtrados os dias de finais de semana e feriados

acadêmicos, pois nestes não há contabilização de horário de ponta [12].

Os horários de ponta e fora ponta contabilizados foram apresentados no capítulo

3. Os feriados acadêmicos considerados para o estudo foram: Dia da Inconfidência

33

(Tiradentes), em 21 de abril; Dia Internacional dos Trabalhadores, em 1 de maio; Dia

da Proclamação da Independência do Brasil, em 7 de setembro; Dia da Proclamação

da República, em 15 de novembro; Natal, no dia 25 de dezembro; e Ano-Novo, no

dia 31 de dezembro.

4.2 Migração do CT-UFRJ para o ACL

Como descrito em 2.3, a migração para o ACL possibilita que um consumidor

possa comercializar energia elétrica através de contratos bilaterais realizados dire-

tamente com fornecedores e comercializadores. Desta forma, é possível que, con-

tratando energia de fornecedor que não a da concessionária no Ambiente Regulado,

haja economia na fatura total de energia elétrica, caso o valor total da tarifa aplicada

sobre o montante de energia consumida, em R$/kWh, seja menor que a aplicada no

ACR.

O consumidor presente no Ambiente de Contratação Livre realiza contratação de

energia elétrica do ponto de geração até o ponto de entrega, de maneira simbólica,

não responsabilizando o agente comercializador da entrega física desta energia ao

consumidor de perfil Comprador. Sendo assim, a unidade consumidora presente no

ACL, realiza o pagamento pelos serviços de distribuição e transmissão de energia

elétrica através do pagamento da TUSD ao agente concessionário e realiza a compra

do montante de energia elétrica junto a um agente comercializador. O novo valor

da fatura de energia paga pelo consumidor livre é descrita pela equação 4.4.

FACL = D×TD+DU×TDU+CP×TCP/TUSD+CFP×TCFP/TUSD+CTOTAL×EC (4.4)

Sendo:

FACL a Fatura Total, com incidência de impostos, em R$;

D a demanda contratada, em kW;

TD o valor da tarifa de demanda contratada, com impostos, em R$/kW;

34

DU a demanda de ultrapassagem, em kW;

TDU o valor da tarifa de demanda de ultrapassagem, com impostos, em R$/kW;

CP o consumo horário de ponta, em kWh;

TCP/TUSD o valor da parcela da tarifa de consumo horário de ponta referente à

TUSD, em R$/kWh;

CFP o consumo horário fora de ponta, em kWh;

TCFP/TUSD o valor da parcela da tarifa de consumo horário fora de ponta referente

à TUSD, em R$/kWh;

CTOTAL o montante de energia total consumida no período, em MWh;

EC o valor da Energia Contratada junto ao agente comercializador, em R$/MWh.

4.3 Projeto de Sistema FV

Deseja-se realizar a instalação de um sistema FV para autoconsumo na unidade

estudada. Para isto, é necessária a escolha de um local adequado, com pouco som-

breamento e com área disponível para a instalação de um sistema compatível com o

consumido pela unidade consumidora. Fez-se o uso do Informativo Energia - 2016

realizado pelo Fundo Verde [6] e, pelo mapa apresentado na figura 4.2, percebe-se,

que a cobertura do CT-UFRJ é um dos locais adequados para realizar instalação de

um sistema FV no campus da Cidade Universitária. Não serão considerados neste

estudo custos com obras de adequação da cobertura do CT-UFRJ, ainda assim é de

conhecimento que a instalação do Sistema FV possa apresentar barreiras técnicas e

estruturais não apresentadas neste estudo.

35

Figura 4.2: Classificação das coberturas das edificações da Cidade Universitária da

UFRJ. Fonte: Fundo Verde.

Desta forma, no projeto de instalação fotovoltaica proposto, serão utilizadas as

três áreas de cobertura do CT-UFRJ descritas na figura 4.3. Do capítulo 3.2 sabe-se

as medidas dos módulos utilizados neste estudo e é possível realizar o dimensiona-

mento do Sistema FV. As medidas das áreas, obtidas com o auxílio da ferramenta

de medição do Google, e a quantidade de módulos a serem instalados em cada uma

são apresentadas na tabela 4.2.

Figura 4.3: Área de Instalação do Sistema Fotovoltaico. Fonte: Google Maps.

36

Tabela 4.2: Medidas das áreas de instalação do Sistema FV e quantidade de módulos

instalados.Área Quantidade de Módulos FV

Região 1 6.300 m2 1.685

Região 2 7.160 m2 4.345

Região 3 6.300 m2 1.685

Total 19.760 m2 7.714

Sendo assim, utilizando o dado de potência nominal dos módulos apresentado no

capítulo 3.2 a capacidade instalada do Sistema FV proposto é de 1,93 MWp. Para

o estudo, é necessário estimar a quantidade de energia gerada, a fim de estudar o

potêncial de redução da fatura de energia do CT-UFRJ.

Cálculo de Energia Gerada - Método da Insolação

Para realizar o projeto do sistema fotovoltaico, faz-se necessário um método para

estimar a energia gerada. Para isto, será utilizado o Método da Insolação no cálculo

da energia produzida pelos módulos FV, no qual é necessário informação sobre a

insolação disponível na região diariamente no local da instalação em watt-hora por

metro quadrado por dia - Wh/m2/dia. Observa-se que este método é válido apenas

quando se considera o uso de controladores de carga com o recurso de Maximum

Power Point Tracker - MPPT, recurso utilizado nos inversores solares com o objetivo

de garantir que os módulos operem no ponto de máxima potência, independente das

condições de operação [24]. A energia produzida pelo módulo FV é então calculada

pela equação 4.5.

EP = ES × AM × ηM (4.5)

Sendo:

EP a energia produzida pelo módulo diariamente, em Wh;

ES a insolação diária, em Wh/m2/dia;

37

AM a área da superfície do módulo, em m2;

ηM a eficiência do módulo.

Para a utilização deste método, é necessário conhecimentos técnicos dos módulos

FV a serem utilizados. Neste projeto, serão utilizados todos os parâmetros dos

módulos instalados no Sistema FV de 99kWp do Fundo Verde, descritos no capítulo

3, assim como os dados de insolação obtidos do mesmo projeto, apresentados no

gráfico 4.4.

Figura 4.4: Irradiação medida no Sistema FV de 99kWp do Fundo Verde. Fonte:

Fundo Verde. Elaboração Própria.

Perdas de eficiência na geração

Além da eficiência dos módulos, existem outros fatores técnicos do Sistema FV

que podem reduzir a quantidade de energia gerada. Além da eficiência, a inclinação

dos módulos, sombreamento, perda de eficiência dos módulos e a orientação azimu-

tal, variação angular frente ao norte geográfico, são determinantes fatores técnicos

considerados no cálculo de energia gerada [32].

A fim de realizar dimensionamento acurado, o Sistema FV proposto neste pro-

jeto tem desvio azimutal de 46o a oeste e inclinação dos módulos de 10o, como o

sistema de 99kWp projetado pelo Fundo Verde. Na vista superior da região, mos-

trada na figura 4.5, é possível observar que as instalações estão dispostas com a

mesma orientação.

38

Figura 4.5: Orientação do Sistema Fotovoltaico Proposto e do Sistema FV 99kWp

do Fundo Verde. Fonte: Google Maps.

A fim de calcular a perda de eficiência na geração do Sistema FV proposto, será

realizada a comparação dos dados de geração medidas com o previsto pelo Método

da Insolação no Sistema FV de 99kWp ligado ao LNDC. A equação 4.6 mostra o

cálculo realizado para comparação dos dados de geração medidos e esperado para o

sistema com as condições descritas em 3.2.

Perdas% = 1− Emed

Eins

(4.6)

Sendo:

- Perdas%: o percentual de perda considerado para o projeto;

- Emed: o montante de energia medido do Sistema 99kWp;

-Eins: o montante calculado pelo método da insolação.

4.4 Indicadores Financeiros

Com o intuito de mensurar a viabilidade dos projetos propostos, faz-se necessária

a utilização de técnicas de análise financeira. As técnicas utilizadas neste estudo são

39

apresentadas a seguir [33].

Valor Presente Líquido

O Valor Presente Líquido - VPL é a fórmula matemático-financeira capaz de

determinar o valor presente líquido de pagamentos futuros realizados num período

de tempo, descontados a uma taxa determinada, subtraído o valor inicial do projeto.

Caso o VPL calculado seja maior que zero, o retorno mínimo é alcançado. Caso seja

menor, o retorno mínimo não é alcançado. Ainda, se a TIR for superior a uma

Taxa Mínima de Atratividade - TMA desejada pelo investidor, o projeto é dito

economicamente viável. O VPL é calculado pela equação 4.7.

V PL =n∑

t=0

FC

(1 + i)t− I0 (4.7)

Sendo:

VPL o valor presente líquido descontado a uma taxa i;

t o período em questão, em unidade de tempo;

n o número de períodos do fluxo;

FC um fluxo genérico para t = [0... n] que pode ser positivo (ingressos) ou

negativo (desembolsos);

i a taxa de desconto;

I0 o investimento inicial.

Taxa Interna de Retorno

Taxa Interna de Retorno - TIR é a taxa necessária para igualar o valor de inves-

timento com os seus respectivos valores futuros, com uma taxa de juros considerada.

A TIR é expressa em porcentagem/período de tempo e é calculada pela equação 4.8.

0 =n∑

t=0

FC

(1 + TIR)t− I0 (4.8)

Sendo:

40

t o período em questão, em unidade de tempo;

n o número de períodos do fluxo;

FC um fluxo genérico para t = [0... n] que pode ser positivo (ingressos) ou

negativo (desembolsos);

TIR a Taxa Interna de Retorno, em porcentagem;

I0 o investimento inicial.

Payback period

Payback period é a técnica que determina o tempo necessário para que o pro-

jeto proposto recupere o seu investimento inicial. Com isso o projeto passa a gerar

um fluxo de caixa suficiente para igualar ou superar a TMA. A análise de sensibili-

dade pelo método do payback será realizada da maneira chamada payback simples,

com uma taxa de desconto igual a zero. O período de payback simples pode ser

determinado pela equação 4.9.

Payack =I0Rt

(4.9)

Sendo:

Payack o período de retorno do investimento, em unidade de tempo;

I0 é o investimento inicial;

Rt é o fluxo de caixa líquido no período considerado, em reais/unidade de tempo.

Com estas técnicas de análise financeira e toda a metodologia proposta, é possível

realizar o estudo de caso proposto no Capítulo 5.

41

Capítulo 5

Resultados e Discussões

De posse dos métodos propostos no capítulo 4, serão analisados, através de estudo

de caso, três cenários de potencial de redução da fatura de energia do CT-UFRJ:

Contratação de Energia no ACL, Minigeração de Energia com Sistema Fotovoltaico

e Contratação de Energia no ACL realizando Autoconsumo de um Sistema Fotovol-

taico instalado na Unidade de Consumo.

5.1 Fatura de Energia no ACR

Primeiramente, é apresentado neste capítulo o resultado dos cálculos da fatura

de energia proposta para consumo no ACR.

Utilizando-se os dados de memória de massa da Demanda medida no centro

consumidor coletados durante os anos de 2012 a 2014, cedida pelo Escritório de

Planejamento do CT, calculou-se a média de consumo, como descrito em 4.1. Os

montantes consumidos considerados neste estudo são expostos no gráfico da figura

5.1 e serão considerados como base para comparação de resultados posteriormente.

42

Figura 5.1: Consumos da Fatura de Energia Média do CT-UFRJ. Elaboração Pró-

pria.

O cálculo do valor total da fatura de energia e o consumo total considerado no

estudo, apresentado em 3.1 e 4, tem seus resultados apresentados no gráfico da figura

5.2 e na tabela 5.1. Além dos valores da tarifa de 2019 para o perfil consumidor

A4-Verde, foram consideradas as alíquotas de: ICMS (30%), PIS/PASEP (2,55%) e

COFINS (0,55%) constantes para todos os doze meses de consumo médio conside-

rados para o estudo. A Demanda Contratada é de 5.150kW para todos os meses e

foram consideradas no estudo o montante pago por multas de ultrapassagem a cada

mês. Não foram considerados no estudo outros gastos comuns na fatura de energia

que não os apresentados no capítulo 4, como multas por atraso de pagamento e con-

tribuição municipal de iluminação pública [30], pois estes são gastos não referentes

ao consumo de energia ativa e medição de demanda ativa.

A diferença entre os valores apresentados nestes resultados e no capítulo 3 se deve,

em maior parte, pela diferença nos valores das tarifas praticadas nos anos referentes

aos consumos, de 2012 a 2014 e os atuais, apresentados no mesmo capítulo para o

perfil consumidor A4-Verde [34]. Este estudo considerou, portanto, montantes de

energia contabilizados no período de 2012 a 2014, todavia para efeito de estudo,

utilizou valores atuais de tarifação.

43

Figura 5.2: Valor Total Médio e Consumos Totais Médios da Fatura de Energia do

CT-UFRJ. Elaboração Própria.

Tabela 5.1: Resultados Financeiros das Faturas de Energia no Ambiente de Contra-

tação Regulada.

Valor Total da Conta

Janeiro R$ 987.274,80

Fevereiro R$ 1.049.818,78

Março R$ 1.440.894,92

Abril R$ 1.281.847,02

Maio R$ 1.211.671,85

Junho R$ 1.023.349,05

Julho R$ 924.321,38

Agosto R$ 939.922,14

Setembro R$ 1.205.995,03

Outubro R$ 1.337.559,99

Novembro R$ 1.114.564,64

Dezembro R$ 1.293.236,67

Total R$ 13.810.456,28

44

5.2 Cenário 1 - Contratação de Energia no ACL

Neste cenário, é feita a análise comparativa do custo total com energia elétrica no

Centro de Tecnologia da UFRJ entre o contrato atual, no ACR frente ao consumo

no ACL. Para isso, serão consideradas as seguintes premissas:

1. Os cálculos foram realizados considerando-se a equação descrita no capítulo

4.2;

2. Os cálculos foram realizados utlizando-se a média dos consumos referentes aos

anos de 2012 a 2014;

3. As tarifas de energia TUSD aplicadas são referente ao perfil consumidor A4-

Verde de 2019, apresentadas em 3.1;

4. Foram consideradas alíquotas de PIS e COFINS referentes à fatura de agosto

de 2019 do CT-UFRJ3;

5. Custo de adequação do sistema de medição para faturamento no total de

R$73.550,00 [35]

6. Custo da adesão a CCEE de R$6.321,00 [36];

7. Taxa de Sistema Especial de Liquidação e Custódia (SELIC) para correção

monetária dos valores no fluxo de caixa de 6,5% a.a. [37];

8. Considera-se que o consumo medido está de acordo com o montante contra-

tado, não havendo necessidade de realizar liquidações no MCP;

9. Não foi considerada nenhuma projeção de tarifa para os anos seguintes ou

aumento do valor cobrado em R$/kWh se não os apresentados em 3.1.

3O valores referentes às alíquotas considerados foram: PIS: 0,55% e COFINS: 2,55%

45

Cálculo das Faturas

Utilizando-se as premissas descritas, será apresentada neste capítulo uma aná-

lise de sensibilidade dos resultados financeiros de contratação de energia no ACL,

considerando os seguintes preços de energia:

• PLD Piso: o PLD mínimo estipulado no valor de 42,35 R$/MWh [38];

• Preço 2: 100,00 R$/MWh;

• Preço 3: 200,00 R$/MWh;

• Breakeven: o valor que iguala a fatura total anual do caso estudado ao valor

pago no ACR, 292,12 R$/MWh4.

Os valores totais da fatura de energia do CT-UFRJ no Ambiente de Contratação

Livre e o desconto percentual sob a fatura total no ACR durante o período de estudo

são apresentados na tabela 5.2.4O valor de 292,12 R$/MWh é maior que o praticado em mercado para os anos de 2020 a

2021, máximo de 199,43 R$/MWh para o mercado SE/CO apresentados pelo Balcão Brasileiro deComercialização de Energia [39].

46

Tabela 5.2: Análise de Sensibilidade dos Resultados Financeiros das Faturas de

Energia em Ambiente de Contratação Livre.PLD Piso Preço 2 Preço 3 Breakeven

Janeiro R$ 576.248,00 R$ 670.918,46 R$ 835.134,36 R$ 986.419,29

Fevereiro R$ 623.322,48 R$ 722.387,12 R$ 894.225,17 R$ 1.052.532,05

Março R$ 834.278,00 R$ 974.694,37 R$ 1.218.261,37 R$ 1.442.649,00

Abril R$ 733.864,50 R$ 860.641,66 R$ 1.080.550,01 R$ 1.283.141,96

Maio R$ 692.589,41 R$ 812.128,70 R$ 1.019.482,20 R$ 1.210.507,92

Junho R$ 593.039,18 R$ 692.435,10 R$ 864.847,80 R$ 1.023.684,09

Julho R$ 537.764,78 R$ 627.682,23 R$ 783.653,53 R$ 927.343,07

Agosto R$ 552.139,10 R$ 641.393,64 R$ 796.215,04 R$ 938.845,23

Setembro R$ 691.638,80 R$ 809.790,74 R$ 1.014.737,74 R$ 1.203.546,46

Outubro R$ 756.239,83 R$ 890.408,71 R$ 1.123.138,76 R$ 1.337.542,78

Novembro R$ 652.465,70 R$ 759.155,84 R$ 944.221,14 R$ 1.114.713,72

Dezembro R$ 762.968,62 R$ 884.401,27 R$ 1.095.039,00 R$ 1.289.090,32

Total R$ 8.006.558,40 R$ 9.346.037,86 R$ 11.669.506,13 R$ 13.810.015,89

Redução da Conta 42% 32% 16% 0%

O gráfico da figura 5.3 apresenta a análise de sensibilidade frente ao consumo

total contabilizado para o período de estudo. É possível notar que o custo total das

faturas é relacionado diretamente com o montante total de energia elétrica consu-

mida.

47

Figura 5.3: Análise de Sensibilidade dos Resultados Financeiros no ACL e Consumos

Totais Médios da Fatura de Energia do CT-UFRJ. Elaboração Própria.

Obtidos os valores das faturas de energia do mercado cativo e livre, pode-se

aplicar o método VPL com uma TMA de 6,5% a.a e um investimento inicial de

R$79.871,00 referente à adequação ao sistema de medição para faturamento e adesão

à CCEE. A fim de realizar a análise dos indicadores financeiros descritos em 4.4

de maneira objetiva, não será realizada a análise de sensibilidade, mas cálculos

utilizando apenas um preço pela energia contratada. Sendo assim, foi considerado

um custo de energia compatível com o praticado em mercado para o Submercado

SE/CO, de 179,6 R$/MWh [39]. É possível observar que o valor está entre o piso

do PLD descrito e o valor de breakeven. Os resultados encontram-se na tabela 5.3.

48

Tabela 5.3: Resultados financeiros da migração ao ACL.

Receitas (R$) Despesas (R$) Fluxo de Caixa (R$)

Economia Anual Investimento Inicial Fluxo de Caixa Total

Ano 1 R$ 2.614.937,67 -R$ 79.871,00 R$ 2.380.344,29 R$ 2.380.344,29

Ano 2 R$ 2.614.937,67 R$ 2.305.484,07 R$ 4.685.828,37

Ano 3 R$ 2.614.937,67 R$ 2.164.773,78 R$ 6.850.602,14

Ano 4 R$ 2.614.937,67 R$ 2.032.651,43 R$ 8.883.253,58

Ano 5 R$ 2.614.937,67 R$ 1.908.592,90 R$ 10.791.846,48

Ano 6 R$ 2.614.937,67 R$ 1.792.106,01 R$ 12.583.952,48

Ano 7 R$ 2.614.937,67 R$ 1.682.728,64 R$ 14.266.681,13

Ano 8 R$ 2.614.937,67 R$ 1.580.026,90 R$ 15.846.708,02

Ano 9 R$ 2.614.937,67 R$ 1.483.593,33 R$ 17.330.301,35

Ano 10 R$ 2.614.937,67 R$ 1.393.045,38 R$ 18.723.346,73

O payback do investimento acontece já no primeiro ano de migração ao ACL,

conforme pode ser observado na tabela 5.3. O fluxo de caixa acumulado positivo e

o preço praticado em mercado abaixo do limite de breakeven [39] levam à conclusão

de que o projeto é viável financeiramente. Observa-se que a TIR não pôde ser

calculada, pois o investimento incial se paga no primeiro período. Ao final de 10

anos, o consumidor terá tido uma economia de cerca de R$ 18.723.346,73 com a

migração para o ACL, a valor presente líquido.

5.3 Cenário 2 - Minigeração de Energia com Sis-

tema FV

No segundo cenário, estuda-se o potencial de redução de gastos com energia

elétrica no CT-UFRJ realizando a instalação de Minigeração de energia elétrica

através de um Sistema Solar Fotovoltaico. Para isso, serão consideradas as seguintes

premissas:

1. Os módulos fotovoltaicos utilizados foram descritos no capítulo 3.2;

49

2. O local da instalação foi apresentado em 4.3;

3. Como descrito em 4.3, a quantidade total de módulos instalados é a de 7.714,

totalizando a capacidade instalada de 1,93MW;

4. A perda considerada devido ao desvio azimutal, inclinação dos módulos e perda

de eficiência dos módulos é de 13,8%, calculado conforme descrito em 4.3;

5. O preço total do Sistema FV é calculado com base nos preços observados

pelo Estudo Estratégico - Mercado Fotovoltaico de Geração Distribuída, 2o

trimestre de 2019, Tecnologias de Módulos da Greener [40]. O custo total

para o sistema proposto será de R$ 4.018.854,18;

6. Não são considerados custos adicionais ao projeto.

O gráfico da figura 5.4 apresenta a geração total do Sistema FV proposto, sendo

observada a sazonalidade ao longo dos meses. Este fenômeno é semelhante ao apre-

sentado em 3.2 para o Sistema FV de 99kWp, em que há aumento da geração nos

meses de verão e redução nos de inverno.

Figura 5.4: Geração Total Mensal do Sistema FV Proposto. Elaboração Própria

Os gráficos das imagens 5.5 e 5.6 apresentam os valores de geração comparados

ao montante consumido no caso base, sem instalação do Sistema FV. No primeiro,

observa-se a redução do total consumido para os meses do período estudado, compa-

rativamente consumo sem e com o sistema FV (Consumo Total FV), com redução

50

percentual maior para o período tarifário horário fora de ponta que o de ponta,

descritos em 3. No segundo, são apresentados os montantes médios de energia ge-

rado e consumido na unidade ao longo do dia, podendo-se observar que o Sistema

FV proposto é mais adequado para o consumo do CT-UFRJ que o estudado em

3.2. Todavia, similar ao sistema apresentado anteriormente, este apresenta seu pico

de geração entre 12 e 13 horas, evidenciando a redução em maior quantidade do

consumido no horário fora de ponta.

Figura 5.5: Consumos da Fatura de Energia Média do CT-UFRJ com Sistema FV

Proposto. Elaboração Própria

Figura 5.6: Geração de Energia do Sistema FV Proposto e Consumo do CT-UFRJ.

Elaboração Própria.

51

Cálculo das Faturas

Os valores totais da fatura de energia do CT-UFRJ realizando minigeração de

energia e o desconto percentual sob a fatura total no ACR durante o período de

estudo são apresentados na tabela 5.4.

Tabela 5.4: Resultados Financeiros das Faturas de Energia Minigeração de Energia

com Sistema Fotovoltaico.Valor Total da Conta

Janeiro R$ 849.853,11

Fevereiro R$ 893.312,39

Março R$ 1.228.430,67

Abril R$ 1.127.259,58

Maio R$ 1.095.810,93

Junho R$ 919.586,83

Julho R$ 821.743,89

Agosto R$ 836.582,71

Setembro R$ 1.051.629,59

Outubro R$ 1.205.695,93

Novembro R$ 963.409,74

Dezembro R$ 1.080.646,65

Total R$ 12.073.962,03

Redução da Conta 12%

Como ocorreu no caso 1, obtidos os valores das faturas de energia sem e com a

instalação do Sistema FV, pode-se aplicar o método VPL com uma TMA de 6,5%

a.a. O investimento inicial é de R$ 4.018.854,18 referente ao custo dos equipamentos,

composto por módulos fotovoltaicos, inversores, estruturas de fixação, equipamentos

de proteção de circuitos e instalação. Os resultados encontram-se na tabela 5.5.

52

Tabela 5.5: Resultados financeiros da Minigeração com Sistema FV

Receitas (R$) Despesas (R$) Fluxo de Caixa (R$)

Economia Anual Investimento Inicial Fluxo de Caixa Total

Ano 1 R$ 1.544.069,69 -R$ 4.018.854,18 -R$ 2.323.741,31 -R$ 2.474.784,49

Ano 2 R$ 1.544.069,69 R$ 1.361.343,38 -R$ 1.113.441,11

Ano 3 R$ 1.544.069,69 R$ 1.278.256,69 R$ 164.815,58

Ano 4 R$ 1.544.069,69 R$ 1.200.241,03 R$ 1.365.056,60

Ano 5 R$ 1.544.069,69 R$ 1.126.986,88 R$ 2.492.043,48

Ano 6 R$ 1.544.069,69 R$ 1.058.203,64 R$ 3.550.247,12

Ano 7 R$ 1.544.069,69 R$ 993.618,44 R$ 4.543.865,57

Ano 8 R$ 1.544.069,69 R$ 932.975,06 R$ 5.476.840,63

Ano 9 R$ 1.544.069,69 R$ 876.032,92 R$ 6.352.873,56

Ano 10 R$ 1.544.069,69 R$ 822.566,13 R$ 7.175.439,68

O payback do investimento acontece no segundo ano de geração solar fotovoltaica,

conforme pode ser observado na tabela 5.5. O fluxo de caixa acumulado positivo e a

TIR calculada de 44%, conforme o cálculo descrito no capítulo 4.4, levam à conclusão

de que o projeto é viável financeiramente. Ao final de 10 anos, o consumidor terá

tido uma economia de cerca de R$ 7.175.439,68 com a geração de energia solar

fotovoltaica, a valor presente líquido considerando desconto de 6,5% ao ano.

5.4 Cenário 3 - Contratação de Energia no ACL e

Autoprodução de Energia com Sistema FV

O terceiro cenário tem como intuito compreender o impacto que a autoprodu-

ção de energia elétrica tem no custo final para o CT-UFRJ, considerando-se que o

consumidor esteja no Ambiente de Contratação Livre de Energia.

As premissas utilizadas neste cenário foram apresentadas nos dois anteriores,

com destaque para:

1. Os cálculos foram realizados considerando a equação descrita no capítulo 4.2;

53

2. Os cálculos foram realizados utlizando a média dos consumos referentes aos

anos de 2012 a 2014;

3. Custo da adesão a CCEE de R$6.321,00 [36];

4. Considera-se que o consumo medido está de acordo com o montante contra-

tado, não havendo necessidade de realizar liquidações no MCP;

5. Não foi considerada nenhuma projeção de tarifa para os anos seguintes ou

aumento do valor cobrado em R$/kWh se não os apresentados em 3.1.

6. O preço total do Sistema FV é calculado com base nos preços observados

pelo Estudo Estratégico - Mercado Fotovoltaico de Geração Distribuída, 2o

trimestre de 2019, Tecnologias de Módulos da Greener [40]. O custo total

para o sistema proposto será de R$ 4.018.854,18;

Cálculo das faturas

Utilizando as premissas descritas, será apresentada neste capítulo uma análise

de sensibilidade dos resultados financeiros de contratação de energia no ACL e au-

toconsumo atráves do Sistema FV proposto, considerando os seguintes preços de

energia:

• PLD Piso: o PLD mínimo estipulado no valor de 42,35 R$/MWh [38];

• Preço 2: 100,00 R$/MWh;

• Preço 3: 200,00 R$/MWh;

• Breakeven: o mesmo valor proposto no cenário 1.

Os valores totais da fatura de energia do CT-UFRJ no Ambiente de Contratação

Livre com autoconsumo de energia e o desconto percentual sob a fatura total no ACR

durante o período de estudo são apresentados na tabela 5.6.

54

Tabela 5.6: Análise de Sensibilidade dos Resultados Financeiros das Faturas de

Energia em Ambiente de Contratação Livre e Autoprodução de Energia com Sistema

FV Proposto.

PLD Piso Preço 2 Preço 3Breakeven

(Caso 1)

Janeiro R$ 515.724,72 R$ 591.084,53 R$ 721.804,05 R$ 839.114,07

Fevereiro R$ 572.987,27 R$ 655.905,08 R$ 799.734,76 R$ 928.810,06

Março R$ 766.533,32 R$ 884.994,23 R$ 1.090.477,16 R$ 1.274.881,19

Abril R$ 674.329,99 R$ 781.757,39 R$ 968.101,53 R$ 1.135.330,07

Maio R$ 641.995,19 R$ 745.088,71 R$ 923.915,29 R$ 1.084.397,43

Junho R$ 547.728,03 R$ 632.395,59 R$ 779.260,40 R$ 911.059,49

Julho R$ 492.971,48 R$ 568.328,55 R$ 699.043,33 R$ 816.349,09

Agosto R$ 500.677,59 R$ 577.674,33 R$ 711.233,28 R$ 831.091,45

Setembro R$ 624.229,03 R$ 720.470,24 R$ 887.410,75 R$ 1.037.226,12

Outubro R$ 699.018,07 R$ 814.597,93 R$ 1.015.083,37 R$ 1.195.002,56

Novembro R$ 597.228,13 R$ 686.035,77 R$ 840.081,98 R$ 978.325,78

Dezembro R$ 691.108,57 R$ 789.460,36 R$ 960.061,90 R$ 1.113.162,75

Total R$ 7.324.531,39 R$ 8.447.792,69 R$ 10.396.207,79 R$ 12.144.750,07

Redução da Conta 47% 39% 25% 12%

Obtidos os valores das faturas de energia do mercado cativo e livre com Sistema

FV instalado, pode-se aplicar o método VPL com uma TMA de 6,5% a.a e um

investimento inicial somado dos projetos do Caso 1 e do Caso 2, num total de

R$ 4.098.725,18 referente à adequação ao sistema de medição para faturamento e

adesão à CCEE e instalação do Sistema FV. Da mesma forma que no Cenário 1,

foi considerado um custo de energia compatível com o praticado em mercado para o

Submercado SE/CO, de 179,6 R$/MWh [39]. Os resultados encontram-se na tabela

5.7.

55

Tabela 5.7: Resultados financeiros da migração ao ACL e Autoprodução de Energia

com Sistema FV Proposto.

Receitas (R$) Despesas (R$) Fluxo de Caixa (R$)

Economia Anual Investimento Inicial Fluxo de Caixa Total

Ano 1 R$ 3.811.725,16 -R$ 4.098.725,18 -R$ 269.483,59 -R$ 287.000,02

Ano 2 R$ 3.811.725,16 R$ 3.360.642,87 R$ 3.073.642,85

Ano 3 R$ 3.811.725,16 R$ 3.155.533,21 R$ 6.229.176,07

Ano 4 R$ 3.811.725,16 R$ 2.962.941,99 R$ 9.192.118,05

Ano 5 R$ 3.811.725,16 R$ 2.782.105,15 R$ 11.974.223,21

Ano 6 R$ 3.811.725,16 R$ 2.612.305,31 R$ 14.586.528,51

Ano 7 R$ 3.811.725,16 R$ 2.452.868,83 R$ 17.039.397,34

Ano 8 R$ 3.811.725,16 R$ 2.303.163,22 R$ 19.342.560,57

Ano 9 R$ 3.811.725,16 R$ 2.162.594,58 R$ 21.505.155,14

Ano 10 R$ 3.811.725,16 R$ 2.030.605,23 R$ 23.535.760,38

O payback do investimento acontece no segundo ano após o projeto, conforme

pode ser observado na tabela 5.7. O fluxo de caixa acumulado é positivo, a TIR

calculada foi de 1.165% e o preço praticado em mercado está abaixo do limite de

breakeven [39], por isso conclui-se que o projeto é viável financeiramente. Ao final de

10 anos, o consumidor terá uma economia de cerca de R$ 23.535.760,38 com a migra-

ção para o ACL e instalação do Sistema FV, a valor presente líquido considerando

desconto de 6,5% ao ano.

5.5 Comparação dos Resultados

Será analisado neste capítulo um comparativo entre os três cenários propostos.

Contendo os dados descritos ao longo do capítulo 5, a tabela 5.8 apresenta uma com-

paração dos resultados de economia prevista e dos indicadores financeiros propostos

em 4.4.

56

Tabela 5.8: Resultados financeiros dos três cenários de potencial de redução da

fatura de energia do CT-UFRJ.Cenário 1 Cenário 2 Cenário 3

Investimento Inicial R$79.871,00 R$ 4.018.854,18 R$ 4.098.725,1

Economia Anual Máxima (R$) R$ 5.803.897,88 R$ 1.736.494,25 R$ 6.485.924,89

Economia Anual Percentual até 42% 12% até 47%

Payback menos de 1 ano ano 2 ano 2

TIR - 44% 1.165%

VPL R$ 18.723.346,73 R$ 7.175.439,68 R$ 23.535.760,38

Com base na tabela 5.8 é possível observar que nos três cenários há potencial

de economia de energia frente à fatura atual do CT-UFRJ no ACR. Os cenários 1

e 3, nos quais é proposta a contratação de energia no ACL, apresentam potencial

de economia elevado se em comparação com o segundo cenário, de instalação de

um sistema solar fotovoltaico. Todavia, se comparados o cenário 1 e 3, observa-se

economia anual total e percentual, assim como o VPL da economia ao longo de

10 anos de consumo maiores para o terceiro cenário, devido à redução do consumo

observável de energia elétrica, ou seja, o consumido total subtraído da geração do

sistema FV. Sendo assim, ainda que o investimento inicial seja maior nos cenários

com a instalação do sistema FV, observa-se tempo de payback de 2 anos, tempo

baixo se comparado aos 10 anos estudados e o valor de economia total do cenário 3,

trazido a valor presente, é o maior dos estudados neste trabalho.

57

Capítulo 6

Conclusões

O Setor Elétrico Brasileiro é estruturado de maneira robusta, contendo diversos

ambientes de comercialização de energia elétrica e normas técnicas que possibilitem

garantir o fornecimento de energia elétrica à população. A estrutura atual é des-

verticalizada, de maneira a distribuir as atividades do setor, geração, transmissão,

distribuição, comercialização e regulação entre diferentes agentes. Em resumo, o

mercado brasileiro de energia elétrica possui dois ambientes de comercialização de

energia, o Ambiente de Contratação Regulada e o Ambiente de Contratação Livre e

dois instrumentos de apoio ao mercado e ao Sistema Elétrico, a Energia de reserva

e o Mercado de Curto Prazo.

No Brasil também há normas que possibilitam a geração de energia elétrica pe-

los próprios consumidores, de maneira a compensar o seu consumo ou até mesmo

gerar energia para a rede de distribuição. A chamada Geração Distribuída, regu-

lada principalmente pela Resolução Normativa no 482, de 17 de abril de 2012 [25],

possibilita que o consumidor opte por gerar sua própria energia elétrica, ou parte

dela, instalando um gerador no ponto de consumo ou remotamente incentivando o

aumento de fontes sustentáveis de energia na matriz energética brasileira.

Neste trabalho, foi apresentada a situação da Universidade Federal do Rio de

Janeiro e sua política de redução de gastos com energia elétrica. Descreveu-se então

o centro de maior consumo do campus Cidade Universitária, o Centro de Tecnologia,

a fim de posteriormente realizar um estudo de caso propondo soluções de redução

58

da fatura de energia. No capítulo sobre o centro consumidor, foi apresentado seu

perfil de consumo, o modelo atual de contratação de energia elétrica no ACR e

detalhadamente um projeto de Sistema Fotovoltaico realizado pelo Fundo Verde,

criador de variados outros projetos de sustentabilidade no campus universitário.

Comparados os montantes de geração do Sistema FV descrito e de consumo do CT-

UFRJ foi possível perceber que o projeto não teria impacto significativo na fatura de

energia do centro consumidor, sendo necessário um estudo com os dados coletados

para a realização de outro Sistema FV.

Foram apresentadas metodologias para utlização de dados de geração do Sistema

FV projetado pelo Fundo Verde e de consumo do CT-UFRJ a fim de realizar o estudo

de caso para redução na sua fatura de energia e métodos financeiros no intuito de

mensurar a viabilidade do projeto. No capítulo de metodologia foram apresentados

os cálculos utilizados para o valor total da fatura de energia considerada no estudo

de caso proposto. No mesmo capítulo, foi proposta a instalação de um novo Sistema

FV de capacidade instalada maior que o apresentado anteriormente. Observa-se

que o método proposto utlizado para o cálculo da geração do novo Sistema FV foi

utilizado, pois haviam sido coletados dados de irradiação no local e o novo projeto

manteve aspectos de instalação de inclinação dos módulos fotovolticos, seu desvio

azimutal e a compra de equipamentos do mesmo fabricante.

A partir da metodologia proposta, foram propostos três cenários de potencial de

redução da fatura de energia do CT-UFRJ.

No primeiro cenário, foi comparado o valor da fatura de energia atual frente à

possibilidade de migração para o Ambiente de Contratação Livre. Para isso, foi

realizada uma análise de sensibilidade variando o valor pago pela energia elétrica

contratada, desde o valor mínimo possível até o valor necessário para que não haja

ecnomia total anual. Com isto, observou-se variação de economia total de até 42%

no ano. Observa-se também que o valor máximo praticado no mercado atualmente,

de 199,43R$/MWh [39], é menor que o necessário para que não haja economia final.

Em adição ao baixo custo inicial do projeto, conclui-se que esta é uma anternativa

59

que garante economia real na fatura de energia.

No segundo cenário, estudou-se a possibilidade de realização de Minigeração de

energia com a instalação de um sistema Fotovoltaico instalado no ponto de consumo

do CT-UFRJ. Foi possível observar que a curva de geração diária deste sistema

acompanha a de consumo, no que diz respeito ao horário de pico de energia, todavia

o sistema proposto impacta mais na redução do consumo no horário tarifário fora

de ponta que no horário de ponta, com tarifa mais cara. Ainda assim, somente

a redução da energia consumida pelo Centro de Tecnologia seria responsável pela

economia de cerca de 12% da fatura atual. Apesar do custo inicial alto, este também

é um projeto viável economicamente, com tempo de retorno de investimento dentro

de 3 anos.

Por fim, o último cenário realizou o estudo de migração para o Ambiente de

Contratação Livre realizando autoconsumo de energia através do mesmo Sistema

FV proposto no segundo cenário. Novamente foi possível perceber economia frente

à fatura atual, após realizada uma análise de sensibilidade considerando os mesmos

valores pagos em energia elétrica que no primeiro caso, com economia anual de

até 47%. Conclui-se então que, se houver capital inicial disponível para realizar

investimento no Sistema FV proposto, a alternativa que retorna maior economia

ao centro consumidor é a terceira, havendo redução no custo da tarifa de energia e

redução do consumo contabilizado para faturamento.

6.1 Sugestões e Trabalhos Futuros

Os resultados apresentados neste trabalho tiveram como intuito estudar a viabi-

lidade de projetos visando a redução da fatura de energia do CT-UFRJ. Os dados

nele apresentados são suficientes para tal, pois a metodologia considerou medições

reais do local estudado e valores reais de formação dos custos associados.

Todavia, para se realizar um projeto de migração para o ACL de maneira mais

precisa e condizente com o consumo atual do CT, sugere-se realizar outro estudo com

consumos recentes dos últimos 12 meses contabilizados. Além disso, neste estudo não

60

foram considerados custos e possíveis entraves quanto à adequação das subestações

da instalação do CT-UFRJ. Todavia é de sabe-se que projetos visando atender às

normas da concesionária e os níveis de segurança estipulados pelas normas brasileiras

devem ser realizados na instalação para que ela tenha as condições necessárias para

realizar a migração para o ACL conforme descrito pelo ONS em [20].

Sugere-se também a realização de um projeto de geração solar fotovoltaica uti-

lizando ferramentas de mercado, como PVSyst ou PVSol, para maior precisão dos

resultados de geração. Além disso, é sugerido um estudo de avaliação das intalações

da cobertura do CT-UFRJ para realização segura de qualquer projeto na sua su-

perfície. Da mesma forma, propõe-se estudo de instalação FV em local diferente do

proposto neste trabalho, possivelmente dentro do campus da Cidade Universitária

UFRJ, com o intuito de aumentar a capacidade instalada, visando o limite para Mi-

nigeração Distribuída de 5MW. Todavia, os resultados obtidos neste projeto devem

ser considerados para efeito de conhecimento do potencial de economia dos cenários

propostos nos estudos de caso.

61

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