Avaliação do desempenho de um sistema solar fotovoltaico em regime de autoconsumo

Ou ub o de 2023 B uno Miguel Sil a Al es A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo Ou ub o de 2023 B uno Miguel Sil a Al es A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo Disse ação de Mes ado Mes ado em Engenha ia Mecânica Á ea de especialização em ecnologias ene gé icas e ambien ais T abalho e e uado sob a o ien ação de: P o esso Dou o Luís An ónio Sousa Ba ei os Ma ins e de P o esso a Dou o a Ana C is ina Magalhães Fe ei a i DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Es e é um abalho académico que pode se u ilizado po e cei os desde que espei adas as eg as e boas p á icas in e nacionalmen e acei es, no que conce ne aos di ei os de au o e di ei os conexos. Assim, o p esen e abalho pode se u ilizado nos e mos p e is os na licença abaixo indicada. Caso o u ilizado necessi e de pe missão pa a pode aze um uso do abalho em condições não p e is as no licenciamen o indicado, de e á con ac a o au o , a a és do Reposi ó iUM da Uni e sidade do Minho. Licença concedida aos u ilizado es des e abalho A ibuição-NãoCome cial CC BY-NC h ps://c ea i ecommons.o g/licenses/by-nc/4.0/ ii AGRADECIMENTOS A conclusão des e p oje o assinala o ence amen o de uma das ases mais impo an es da minha ida pessoal e académica. Pa a além do meu es o ço e empenho, o apoio e con ibu o das pessoas que me acompanha am ao longo des a jo nada o am undamen ais, o nando odo es e pe cu so mais acessí el e g a i ican e. Gos a ia, assim, de exp essa os meus ag adecimen os de o ma since a. Em p imei o luga , que o ag adece à emp esa JAF Reno á eis e a odos os en ol idos po me e em acolhido e po e em disponibilizado oda a in o mação necessá ia pa a o desen ol imen o des e p oje o. Ao engenhei o Ped o Cas o, o meu supe iso , mani es o o meu econhecimen o pelo apoio e disponibilidade con ínuos du an e o es ágio, em pa icula no âmbi o écnico. Um ag adecimen o especial é di igido ao meu o ien ado de disse ação, o P o esso Dou o Luís An ónio de Sousa Ba ei os Ma ins, pela dedicação e auxílio cons an e que semp e demons ou pa a comigo. A opo unidade de abalha num dos seus emas e elou-se uma mais- alia e uma expe iência en iquecedo a. Não posso deixa de exp essa a minha g a idão à minha coo ien ado a, a P o esso a Dou o a Ana C is ina Fe ei a Magalhães, pela sua colabo ação nes e p oje o e pelas in o mações ele an es que con ibuí am pa a es a disse ação. A odos aqueles com quem i e o p i ilégio de me elaciona e conhece ao longo des es cinco anos, eco do com aleg ia os momen os pa ilhados e as amizades cons uídas. Po úl imo, mas não menos impo an e, que o mani es a o meu p o undo ag adecimen o à minha amília pelo apoio cons an e, pela dedicação e pelo incen i o que me p opo ciona am ao longo de odo o meu pe cu so académico, especialmen e nes a ase inal da conclusão do meu mes ado. Deixo um since o ag adecimen o a odos os que, di e a ou indi e amen e, con ibuí am pa a a ealização des e abalho. iii DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Decla o e a uado com in eg idade na elabo ação do p esen e abalho académico e con i mo que não eco i à p á ica de plágio nem a qualque o ma de u ilização inde ida ou alsi icação de in o mações ou esul ados em nenhuma das e apas conducen e à sua elabo ação. Mais decla o que conheço e que espei ei o Código de Condu a É ica da Uni e sidade do Minho. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo i RESUMO O aumen o dos cus os da ene gia, aliado aos incen i os pa a a desca bonização global, em es imulado as emp esas a in es i em ene gias eno á eis. Em Po ugal, a apos a no ecu so sola em-se des acado de ido à excelen e exposição sola e aos apoios inancei os disponibilizados a é um passado ecen e sob a o ma de a i as subsidiadas conhecidas como FITs ( eed-in- a i s), que p omo iam a enda o al da ele icidade eno á el e o co esponden e in es imen o em Unidades de Pequena P odução (UPP). Os ins dos incen i os, jun amen e com a edução dos cus os dos equipamen os, o na am as Unidades de P odução pa a Au oconsumo (UPAC) mais a a i as em de imen o das UPPs cujo in es imen o passou a se in iá el. Dessa o ma, es a disse ação em como p incipal obje i o a alia p oje os sola es o o ol aicos pa a au oconsumo, assim como analisa os seus bene ícios inancei os. Pa a isso, u iliza am-se dados p o enien es de uma ins alação eal, ca ac e izada po uma exposição sola limi ada ace ao pe il de consumo do clien e e conduziu-se uma análise de alhada do seu dimensionamen o. De seguida, p ocedeu-se à compa ação da p odução eal com as simulações ealizadas nos p og amas PVSys e PVGIS, iden i icando di e enças nas me odologias de cálculo e os espe i os esul ados, endo o PVGIS ap esen ado alo es mais p óximos da ealidade. Pa a con i ma o dimensionamen o adequado da ins alação, com 2 es u u as di ecionadas a Es e e Oes e e somb eamen o desp ezá el de ido à inclinação eduzida de 15°, es uda am-se ou as ês con igu ações com a es u u a di ecionada a sul e inclinações de 20°, 25° e 30°, mas po ências ins aladas meno es de ido ao somb eamen o que limi a o núme o de painéis a ins ala . De modo ge al, o p oje o em uncionamen o, ao maximiza a po ência ins alada com uma con igu ação p óxima da ho izon al, e elou-se como a solução mais an ajosa, an o no que diz espei o à maximização da p odução o o ol aica quan o à sua iabilidade económica, apesa do maio in es imen o inicial num maio núme o de painéis, po compa ação com a solução Sul a 30°, com maio i adiação sola inciden e e p óxima da inclinação ó ima pa a o local de ce ca de 36°. Pa a a e i se uma ins alação eal co espondeu às expe a i as delineadas no p oje o, se ão necessá ias simulações baseadas em dados clima ológicos eais ob idos du an e um ano de uncionamen o da ins alação, o que eque um sis ema de moni o ização que inclua a medição con ínua da adiação sola . PALAVRAS-CHAVE ENERGIA RENOVÁVEL; SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS; AUTOCONSUMO; VIABILIDADE ECONÓMICA Pe o mance e alua ion o a pho o ol aic sola sys em in sel -consump ion modus ope andi ABSTRACT The ise in ene gy cos s, coupled wi h incen i es o global deca boniza ion, ha e encou aged companies o in es in enewable ene gy. The Po uguese in es men s in sola esou ces s ood ou due o he excellen sola exposu e and he inancial incen i es a ailable un il ecen ly in he o m o FITs ( eed-in- a i s), which p omo ed he o al g id sale o enewable elec ici y and he co esponding in es men in Small P oduc ion Uni s (UPPs). The end o he incen i es, oge he wi h he educ ion in equipmen cos s, made P oduc ion Uni s o Sel -Consump ion (UPACs) mo e a ac i e o he de imen o UPPs whose in es men became un easible. In his ega d, he main objec i e o his disse a ion is o e alua e pho o ol aic sola p ojec s o sel -consump ion, as well as analyse hei inancial bene i s. A de ailed design analysis o a eal ins alla ion was made, cha ac e ized by a limi ed sola exposu e a ea gi en he cus ome 's consump ion p o ile. Nex , he eal elec ici y p oduc ion was compa ed wi h he dynamic simula ions ca ied ou wi h he PVSys and PVGIS p og ams, iden i ying di e ences in he calcula ion me hodologies and he espec i e esul s, wi h PVGIS p esen ing alues close o eali y. To con i m he adequa e design o he sys em, wi h wo sola a eas acing Eas and Wes and negligible shading due o he educed inclina ion o 15°, h ee o he sou h acing con igu a ions we e s udied wi h inclina ions o 20°, 25° and 30°, bu smalle ins alled capaci ies due o panel- o-panel shading. The sys em in ope a ion, designed o maximum ins alled capaci y wi h a con igu a ion close o ho izon al, p o ed o be he mos ad an ageous solu ion, bo h wi h ega d o he maximisa ion o he elec ici y p oduc ion and i s economic iabili y, despi e he g ea e ini ial in es men on a la ge numbe o panels, compa ed o he Sou h acing solu ion a 30º, co esponding o a supe io inciden sola i adia ion and close o he local op imum inclina ion o abou 36°. To assess whe he a eal sys em me he expec a ions ou lined in he design phase, dynamic simula ions wi h eal clima ological da a ob ained du ing one yea o ope a ion o he sys em will be necessa y, which equi es a moni o ing sys em wi h con inuous measu emen o he sola adia ion. PALAVRAS-CHAVE RENEWABLE ENERGY; PHOTOVOLTAIC SOLAR SYSTEMS; SELF-CONSUMPTION; ECONOMIC VIABILITY A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo i ÍNDICE Ag adecimen os ......................................................................................................................... ii Resumo ...................................................................................................................................... i Abs ac ...................................................................................................................................... Índice ......................................................................................................................................... i Índice de Figu as ......................................................................................................................... x Índice de Tabelas ....................................................................................................................... x Nomencla u a ........................................................................................................................... x i 1. In odução ........................................................................................................................... 1 1.1. Enquad amen o ........................................................................................................... 1 1.2. Mo i ação .................................................................................................................... 2 1.3. Obje i os ...................................................................................................................... 3 1.4. Me odologia de T abalho ............................................................................................ 4 1.5. Es u u a da disse ação .............................................................................................. 4 2. Fundamen ação Teó ica ...................................................................................................... 6 2.1. Geome ia Sola ........................................................................................................... 6 2.1.1. Mo imen os da Te a ........................................................................................... 7 2.1.1.1. Ro ação ................................................................................................. 7 2.1.1.2. T anslação ............................................................................................. 8 2.1.2. Dis ibuição desigual da luz sola ......................................................................... 9 2.1.3. Ângulo de incidência sola ................................................................................. 10 2.1.4. Posição do Sol ..................................................................................................... 12 2.2. Recu so Sola ............................................................................................................. 14 2.2.1. Eu opa ................................................................................................................ 14 2.2.2. Po ugal .............................................................................................................. 15 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo ii 2.3. Sis ema Sola o o ol aico ......................................................................................... 18 2.3.1. E ei o Fo o ol aico ............................................................................................. 18 2.3.2. Célula Sola Fo o ol aica .................................................................................... 20 2.3.2.1. Tipos de Células Fo o ol aicas ............................................................ 21 2.3.2.2. Ca ac e ís icas elé icas ...................................................................... 23 2.3.2.3. In luência de a o es ex e nos nas ca ac e ís icas elé icas de uma célula o o ol aica ........................................................................................................ 25 2.3.3. Módulo Fo o ol aico .......................................................................................... 27 2.3.4. Associação de Módulos Fo o ol aicos ............................................................... 29 2.3.4.1. Ligação em Sé ie ................................................................................. 29 2.3.4.2. Ligação em Pa alelo ............................................................................ 30 2.3.4.3. Ligação Mis a ...................................................................................... 30 2.3.4.4. E ei os de Somb eamen o nos Módulos Fo o ol aicos ...................... 31 2.3.5. Tipos de es u u as de ixação de painéis o o ol aicos .................................... 33 2.3.5.1. Es u u as de ixação coplana ............................................................ 34 2.3.5.2. Es u u as de ixação eo ien ados ..................................................... 35 2.3.5.3. Es u u as de ixação com seguido es sola es .................................... 35 2.3.6. In e so es ........................................................................................................... 36 2.3.7. Res an es Equipamen os .................................................................................... 39 2.3.8. Tipos de Sis emas Fo o ol aicos ........................................................................ 40 2.3.8.1. Sis ema Fo o ol aico Isolado .............................................................. 40 2.3.8.2. Sis ema Fo o ol aico Ligado à Rede ................................................... 41 2.3.8.3. Sis ema Fo o ol aico Híb ido .............................................................. 41 2.4. Enquad amen o Legal em Po ugal ........................................................................... 42 2.5. Sis emas sola es o o ol aicos em egime de au oconsumo .................................... 46 2.6. P og amas de Simulação de ins alações o o ol aicas.............................................. 48 2.6.1. PVSys ................................................................................................................. 48 2.6.2. PVGIS .................................................................................................................. 50 2.6.3. Ou os p og amas de simulação o o ol aica .................................................... 52 2.6.3.1. Em Po ugal ......................................................................................... 52 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo xi Figu a 72 - Diag ama de G assman. a) painéis i ados a oes e; b) painéis i ados a es e. .................................................................................................................................................. 78 Figu a 73 - Rep esen ação esquemá ica 2D de um módulo o o ol aico ( igonome ia). .................................................................................................................................................. 82 Figu a 74 - Ilus ação da disposição dos módulos FV com es u u a eo ien ada a 14° a sudoes e com inclinação de 20° (Donaue - Ene gia Sola é o Que Nos Mo e., n.d.). ............ 83 Figu a 75 - Implan ação da es u u a o ien ada a sul com inclinação de 20° no AUTOCAD. .................................................................................................................................................. 84 Figu a 76 - Implan ação da es u u a o ien ada a sul com inclinação de 20° no AUTOCAD. .................................................................................................................................................. 85 Figu a 77 - Implan ação da es u u a o ien ada a sul com inclinação de 30° no AUTOCAD. .................................................................................................................................................. 86 Figu a 78 - Diag ama de consumo e p odução o o ol aica ( eal, inclinação de 20° e 30°) do local em es udo num dia de e ão (20 de julho). ............................................................... 87 Figu a 79 - Diag ama de consumo e p odução o o ol aica ( eal, inclinação de 20° e 30°) do local em es udo num dia de in e no (11 de janei o). ......................................................... 88 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo x ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1 - Compa ação en e as células de silício monoc is alino, polic is alino e de silício amo o. ..................................................................................................................................... 23 Tabela 2 - Desc ição das unções de cada componen e de um módulo o o ol aico.... 28 Tabela 3 - Compa ação en e uma Unidade de Pequena P odução e uma Unidade de P odução pa a Au oconsumo................................................................................................... 44 Tabela 4 - Condições de acesso e de exe cício de a i idade pa a Unidades de P odução pa a Au oconsumo. .................................................................................................................. 45 Tabela 5 - Ciclo semanal pa a média ensão (MT) em Po ugal Con inen al (pe íodos ho á ios na Ene gia Elé ica Em Po ugal, 2020). .................................................................... 58 Tabela 6 - Ene gia consumida po mês no edi ício du an e 1 ano em MWh. ................ 60 Tabela 7 - Dados ge ados no FusionSola da ins alação du an e 1 ano de uncionamen o. .................................................................................................................................................. 73 Tabela 8 - Resul ados ob idos da simulação do sis ema FV no PVSys . ......................... 77 Tabela 9 - Resul ados da simulação do sis ema em es udo no PVGIS. .......................... 80 Tabela 10 - Dados compa a i os en e as simulações no PVSys e PVGIS e ocaso eal. 81 Tabela 11 - Dados compa a i os en e as simulações no PVGIS das ês al e na i as com o caso eal em es udo. ............................................................................................................. 86 Tabela 12 - O çamen o dos equipamen os e ins alação do sis ema o o ol aico em es udo. ...................................................................................................................................... 90 Tabela 13 - Resul ado do cash- low do sis ema o o ol aico ins alado ao im de 25 anos. .................................................................................................................................................. 92 Tabela 14 - Cash- low do sis ema o o ol aico em es udo caso uncionasse como uma UPP. .......................................................................................................................................... 94 Tabela 15 - O çamen o dos equipamen os e ins alação do sis ema o o ol aico eo ien ado a sul com inclinação de 20°. ................................................................................. 95 Tabela 16 - Cash- low do sis ema o o ol aico com es u u a eo ien ada a sul com inclinação de 20°. ..................................................................................................................... 96 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo x i NOMENCLATURA Lis a de ac ónimos AC Co en e al e nada A CdTe Telu e o de Cádmio - CER Comunidades de ene gia eno á el - CIGS Índio e Gálio - CIS Selénio - CSV Valo es Sepa ados po Ví gula - DC Co en e con ínua A DGEG Di eção Ge al de Ene gia e Geologia - FF Fa o de Fo ma - FITs Ta i as eed-in - FT Fa o de T ansposição % FV Fo o ol aico - GaAs A sénio de gálio - GEE Gases de e ei o de es u a - IAM Incidence Angle Modi ie - I-V Co en e – Tensão - LID Ligh Induced Deg eda ion - MPP Maximum Powe poin - MPPT Maximum Powe Poin T acke - MT Média Tensão - O&M Ope ação e manu enção - OMIE Ope ado do Me cado Ibé ico de Ene gia - PPA Powe Pu chase Ag eemen - PRI Pe íodo de e o no do in es imen o - P-V Po ência – Tensão - PVGIS Pho o ol aic Geog aphical In o ma ion Sys em - PVSys Pho oVol aic Sys ems - RESP Rede Elé ica de Se iço Público - A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo x ii STC S anda d Tes Condi ions - TIR Taxa in e na de en abilidade % UE União Eu opeia - UPAC Unidades de p odução pa a au oconsumo - UPAC Unidades de P odução pa a Au oconsumo - UPP Unidades de Pequena P odução - VAL Valo a ual líquido € Lis a de símbolos A Ampe e - a Azimu e ° C Á ea m2 CF Cash- low no momen o € G Radiação Inciden e W/m2 h Al u a do módulo FV inclinado m I Co en e elé ica A IMP co en e no pon o de máxima po ência A ISC co en e de cu o-ci cui o A kWn Kilowa -nominal - kWp Kilowa -pico - L Comp imen o do módulo FV m L’ Comp imen o apa en e do módulo FV m m Núme o de ilei as de módulos associados em sé ie - n Núme o de ilei as de módulos associados em pa alelo - Pmáx Po ência máxima W Pn Po ência nominal W PP Po ência pico W RP Razão de po ência - Ano - V Tensão V VMP Tensão no pon o de máxima po ência V VOC ensão de ci cui o abe o V A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo x iii Símbolos g egos δ Declinação ° η Rendimen o % 𝑖 Taxa de a ualização do in es imen o % 𝛩z Ângulo zeni al ° Θ Al u a sola - 𝛼 Ângulo de inclinação ° 𝛽 Inclinação da supe ície de cap ação ° 𝛾 Ângulo azimu al da supe ície ° 𝛾𝑠 Ângulo azimu al do sol ° A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 1 1. INTRODUÇÃO O es udo ap esen ado nes e documen o su ge no âmbi o da disse ação do Mes ado em Engenha ia Mecânica – Tecnologias Ene gé icas e Ambien ais da Uni e sidade do Minho e consis e no es udo e a aliação de p oje os de sis emas sola es o o ol aicos em egime de au oconsumo endo como base a u ilização de dados de uma ins alação eal. 1.1. ENQUADRAMENTO O pano ama do se o ene gé ico a ual é ca ac e izado po uma complexa eia de desa ios e opo unidades, an o a ní el global quan o local. A busca po soluções sus en á eis e e icien es o nou-se impe a i a ace ao aumen o dos p eços ene gé icos, omen ado não somen e pela pe sis en e in lação de ido ao COVID-19, mas ambém pelo con li o geopolí ico en e Rússia e Uc ânia, que a e ou di e amen e a disponibilidade de ecu sos ene gé icos. Adicionalmen e, o c escen e econhecimen o das mudanças climá icas como um p oblema global u gen e em ge ado uma p essão signi ica i a sob e os go e nos pa a emp eende em ações conc e as umo à desca bonização. Desdedo P o ocolo de Quio o, o am es abelecidos comp omissos pa a a edução de emissões de gases de e ei o es u a (GEE) po pa e dos países desen ol idos, isando con e o aquecimen o global. Den o dessa aje ó ia, a União Eu opeia açou me as ambiciosas, com des aque pa a a busca da neu alidade ca bónica a é 2050, implicando uma ees u u ação p o unda em se o es c uciais como ene gia, indús ia, anspo es e ag icul u a. O cená io é ma cado pela necessidade incon o ná el de limi a o aquecimen o global abaixo dos 2°C, exigindo uma d ás ica edução de a é 80% das emissões an opogénicas de GEE a é 2050, em elação aos ní eis de 1990. A aje ó ia pa a a ingi esse obje i o englobou me as in e mediá ias de edução a é 2020, 2030 e 2040. No con ex o especí ico de Po ugal, o comp omisso é ainda mais ambicioso, com a me a de diminui en e 85% e 90% das emissões a é 2050, em elação aos núme os de 2005 (Como a UE Pode á A ingi a Neu alidade Ca bónica A é 2050 | A ualidade | Pa lamen o Eu opeu, n.d.). O alcance dessas me as implica em p o undas ans o mações es u u ais, que não apenas iabilizem a ansição pa a on es de ene gia sus en á eis, mas ambém impulsionem o c escimen o económico e melho em a qualidade de ida dos cidadãos. A dependência A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 2 adicional de on es de ene gia ini as, como o pe óleo, o na e iden e a necessidade de ado a on es eno á eis. Além disso, essas al e na i as desempenham um papel c ucial no comba e ao e ei o es u a, que é in ensi icado pela queima de combus í eis ósseis (ACEMEL, 2021). Nesse con ex o, segundo o ela ó io anual do es ado da ene gia na União Eu opeia, em 2022, 39% da ele icidade oi ge ada po ene gias eno á eis e no mês de maio a ene gia eólica e sola ul apassou os combus í eis ósseis pela p imei a ez na p odução de ele icidade na EU (Eigh h Repo on he S a e o he Ene gy Union - Eu opean Commission, n.d.). Em Po ugal, a p ocu a po al e na i as ol adas pa a as ene gias eno á eis em aumen ado de ido, sob e udo, à implemen ação de polí icas, como as a i as eed-in, a a és do DL n.° 153/2014, que incen i a am os p odu o es de ene gia a ade i em a on es limpas (Diá io da República, 2014), endendo oda a ene gia p oduzida a p eços supe io es ao alo do me cado. En e an o, com o im des as a i as, su giu um no o egime ju ídico, DL n.°162/2019, que isa simpli ica eg as pa a unidades de p odução pa a au oconsumo (UPAC) (Diá io da República, 2019), o nando es e sis ema, nos dias de hoje, como o melho cená io pa a os consumido es. Assim, a busca po sus en abilidade ene gé ica e a necessidade de cump i me as ambiciosas exigem es o ços coo denados e ino ações cons an es. À medida que o mundo en en a os desa ios in e conec ados da mudança climá ica e da desca bonização, a ans o mação do se o ene gé ico eme ge como um impe a i o pa a assegu a um u u o mais limpo e esilien e. 1.2. MOTIVAÇÃO O mo i o da escolha des e ema, eside no c escen e in e esse que se em indo a obse a nos úl imos anos em elação à adoção de sis emas o o ol aicos pa a au oconsumo em odo o mundo. No en an o, é impo an e e i ica se de ac o a escolha des a solução é iá el em á ias si uações, an o em cená io domés ico como em cená io emp esa ial. Nesse con ex o a análise da iabilidade inancei a de um sis ema de p odução o o ol aica é undamen al, conside ando di e en es al e na i as de ins alação o o ol aica, com a ajuda de p og amas de A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 3 simulação que con ibuem pa a o dimensionamen o e ope acionalidade ó ima dos sis emas com base em dados climá icos p e is os pa a di e en es con igu ações. 1.3. OBJETIVOS Com es a disse ação p e ende-se a alia sis emas sola es o o ol aicos em egime de au oconsumo com base num caso eal, já em ope ação, e e i ica se a po ência elé ica ge ada eal é p óxima da p e is a e es uda a iabilidade económica do p oje o. Assim sendo, os p incipais obje i os des a disse ação são os seguin es: • Ap ende o p ocesso de ins alação de painéis o o ol aicos, iden i icando odos os pa âme os écnicos ele an es, nomeadamen e, a á ea disponí el pa a a unidade o o ol aica, a exis ência de obs áculos e somb eamen os, as condições de i adiação sola e a localização da ins alação, qual o ipo de painel mais adequado, a sua inclinação, o ien ação, o ipo de sis ema de ixação, o dimensionamen o do in e so , de aco do com o pe il de consumo do caso de es udo. • Analisa os dados de adiação sola eais e po ência elé ica ge ada pela ins alação, u ilizando um so wa e de moni o ização. • Simula a ins alação o o ol aica u ilizando um so wa e g a ui o (PVGIS) e um so wa e com licença (PVSys ), conside ando (i) as condições assumidas na ase de p oje o e (ii) as condições e ca ac e ís icas écnicas da ins alação eal. • Compa a os esul ados da simulação com os dados ob idos pela ins alação eal, a aliando a p ecisão e con iabilidade dos modelos u ilizados e e i ica qual dos dois p og amas se ap oxima mais da ealidade. • Ve i ica odos os cus os en ol idos na ins alação e manu enção da es u u a e a sua en abilidade ao im de 25 anos Quan os aos esul ados espe ados, espe a-se i a comp eende odo o p ocesso de ins alação de unidades de p odução de au oconsumo (UPAC), desde a p opos a ap esen ada ao clien e a é à sua iabilidade económica eal, e en ende as di e enças de p odução o o ol aica simuladas com a a ual bem como iden i ica possí eis medidas de melho ia ope acional. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 4 1.4. METODOLOGIA DE TRABALHO A me odologia de abalho desen ol ida nes a disse ação dep eende-se em dois a o es. O p imei o consis e num es udo dos undamen os eó icos elacionados ao ap o ei amen o da ene gia sola , bem como das ecnologias emp egadas na sua u ilização po meio da ins alação de sis emas o o ol aicos. Além disso, inclui uma análise à legislação em igo em Po ugal aplicado a es es sis emas pa a au oconsumo. Como segundo plano, p ocede-se à in es igação de um caso de es udo de uma ins alação eal, em con ex o emp esa ial. Inicialmen e, é ei a uma e isão do odo o p ocesso que en ol e a ins alação de uma unidade de p odução pa a au oconsumo (UPAC), desde a p opos a ap esen ada ao clien e, com a con igu ação da ins alação e a sua iabilidade económica a é ao p ocesso de mon agem e moni o ização do sis ema u ilizando uma pla a o ma online c iada pela Huawei, o Fusion Sola . Em con o midade com a ins alação eal, eco e-se a dois so wa es de simulação o o ol aica, PVsys e PVGIS, de manei a a comp o a se a quan idade de ene gia p oduzida se ap oxima da p opos a o iginal. A u ilização des as me odologias de simulação pe mi e melho a a con igu ação do sis ema pa a uma melho co elação en e e iciência e cus o de ins alação. 1.5. ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO Es a disse ação es á o ganizada em seis capí ulos, compos o pela In odução, Es ado da A e, Caso de es udo, Análise de Resul ados, Viabilidade Económica do P oje o e Conside ações Finais. No p esen e capí ulo, é ealizada a con ex ualização do ema, e elando as azões pa a a sua escolha e delineando os obje i os da in es igação. O segundo capí ulo ap esen a uma e isão bibliog á ica que escla ece os concei os undamen ais elacionados com o p oje o de sis emas o o ol aicos, cen ando-se no con ex o do au oconsumo. É ambém explo ada a legislação po uguesa, em pa icula as Unidades de Pequena P odução (UPP) e as Unidades de P odução pa a Au oconsumo (UPAC). Além disso, são analisados em de alhe os p og amas de simulação o o ol aica PVSys e PVGIS. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 5 No e cei o capí ulo, desc e e-se o caso de es udo, incluindo a ecolha de dados do local, a seleção dos componen es do sis ema o o ol aico e a con igu ação inal da es u u a. Adicionalmen e, são ap esen ados os de alhes do seu dimensionamen o nos p og amas de simulação o o ol aica. O qua o capí ulo ap esen a os dados da ins alação eal, jun amen e com os esul ados das simulações, e explo a a sensibilidade dos pa âme os, como a o ien ação e inclinação da es u u a. No quin o capí ulo, a iabilidade económica do p oje o em ope ação é a aliada, compa ando-o com o mesmo sis ema, po ém como uma Unidade de Pequena P odução e uma es u u a mais económica eo ien ada pa a o sul. O sex o e úl imo capí ulo conclui a disse ação com conside ações inais sob e o p oje o desen ol ido, bem como suges ões pa a u u os desen ol imen os. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 12 Pa a que seja possí el o imiza a exposição sola e a quan idade de ele icidade que pode se p oduzida po um sis ema o o ol aico num de e minado local, além do ângulo de incidência, é necessá io e em a enção ou os ângulos ca ac e ís icos na análise da adiação sola , como é possí el e i ica na Figu a 7 (Hailu & Fung, 2019). • Ângulo zeni al (𝛩h) – ângulo o mado en e a adiação sola e a zéni e ( e ical); • Ângulo azimu al da supe ície (𝛾) – ângulo en e a p ojeção da no mal à supe ície no plano ho izon al e a di eção No e‐Sul; • Inclinação da supe ície de cap ação (𝛽) – ângulo en e o plano da supe ície e o plano ho izon al. 2.1.4. POSIÇÃO DO SOL Como já e e ido, a posição do Sol a ia ao longo do ano e ao longo de cada dia. Pa a quan i ica a sua posição de e-se usa as coo denadas sola es (ho izon ais) de inidas po : • Azimu e (a) - ângulo en e o plano e ical passando pelo Sol e a di eção Sul. • Al u a (θ) - ângulo en e a di eção dos aios sola es e o plano ho izon al (Khalil & Sha ie, 2016). Figu a 7 – Ângulos ca ac e ís icos da posição do sol em elação ao painel o o ol aico (Hailu & Fung, 2019). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 13 A p ojeção apa en e do Sol no plano ho izon al do luga é designada po um diag ama de aje ó ia sola e quando se ep esen am as aje ó ias pa a á ios dias do ano, pa a uma dada la i ude, ob ém-se uma ca a sola (Figu a 9). Na ca a sola es ão ep esen adas a al u a e o azimu e em unção do dia do ano e da ho a sola . Es es ipos de ca as são u ilizados na esolução de p oblemas elacionados à insolação e somb eamen o. Pela análise di e a da ca a sola , é possí el ob e algumas conclusões, no que diz espei o à o ien ação dos edi ícios, si uados no hemis é io no e: - Du an e o in e no, a al u a do sol é meno , e uma supe ície e ical ol ada pa a o sul ecebe mais adiação sola do que qualque ou a o ien ação. Uma supe ície e ical a No e somen e ecebe insolação du an e o Ve ão; - Pa a maximiza a cap u a de ene gia sola , os painéis sola es o o ol aicos de em es a o ien ados pa a o sul no hemis é io no e. Isso é especialmen e impo an e pa a o imiza a p odução de ene gia du an e os meses de in e no, quando a incidência sola é mais baixa; Figu a 8 - Rep esen ação geomé ica dos ângulos de azimu e e al u a (Khalil & Sha ie, 2016. Figu a 9 - Ca a sola pa a la i ude de 40°N (Sun Cha o 40 Deg ees No h La i ude, 2009). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 14 - Uma supe ície ho izon al ecebe mais adiação sola du an e o e ão. Isso oco e po que o sol a inge um pon o mais al o no céu du an e es a es ação, o que signi ica que a adiação sola incide mais di e amen e em supe ícies ho izon ais. 2.2. RECURSO SOLAR 2.2.1. EUROPA O ecu so sola disponí el na Eu opa a ia, p incipalmen e, com as ca ac e ís icas da nebulosidade local e a la i ude dos países, de al o ma que, nos países mais a sul, como Po ugal, Espanha e I ália, a i adiação sola anual chega a a ingi alo es pe o do dob o dos países do no e da Eu opa, como a No uega e a Dinama ca. Na Figu a 10, pode-se obse a da in ensidade de adiação sola a ní el eu opeu (kWh/m2). A ene gia sola é, nes e momen o, a on e de ene gia que mais c esce na União Eu opeia. De aco do com o ela ó io anual da Sola Powe Eu ope, a UE ins alou ce ca de 41,4 GW de po ência sola o o ol aica em 2022, ep esen ando um aumen o signi ica i o de 47% em elação aos 28,1 GW ins alados em 2021 (Sola Powe Eu ope, 2022). A UE em lide ado a expansão do ecu so sola há mui os anos, e essa implan ação acele ada em con ibuindo pa a a edução da dependência de combus í eis ósseis impo ados. Além disso, a ene gia sola é a o ma de ene gia eno á el mais acessí el pa a esidências e ajuda a p o ege os consumido es de p eços olá eis de ene gia (Sola Ene gy, 2023). Figu a 10 - I adiação anual na Eu opa [kWh/m2] (Huld & Pinedo-Pascua, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 15 Segundo a Figu a 11, a Alemanha man ém a sua posição como o país da UE que mais ins ala ene gia sola anualmen e, com 7,9 GW adicionados em 2022, seguida pela Espanha (7,5 GW), Polónia (4,9 GW), Holanda (4,0 GW) e F ança (2,7 GW). Po ugal e e um c escimen o imp essionan e de 257% em elação ao ano an e io e pela p imei a ez jun ou- se ao g upo do GW A ualmen e, a Alemanha é o país com maio po ência o o ol aica ins alada na Eu opa (53,78 GW), embo a não ap esen e os melho es ní eis de adiação sola , como o caso de Po ugal. A apos a sucessi a nas ene gias eno á eis, p incipalmen e do ecu so sola de e- se sob e udo às polí icas nacionais e egionais que êm sido aplicadas con ibuindo pa a o p oeminen e c escimen o da ene gia sola o o ol aica no país, incluindo incen i os e educação pa a p op ie á ios e a emoção de ba ei as egula ó ias pa a sua ins alação. Além disso, ins alações o o ol aicas ob iga ó ias em no os edi ícios em á ias cidades alemãs ambém ajuda am no c escimen o do me cado. Alguns dados apon am pa a uma me a p o isó ia do aumen o da pa icipação das ene gias eno á eis pa a 65% do consumo b u o de ele icidade a é 2030. Uma expansão o al de ce ca 98 GWp de ene gia o o ol aica. Isso exigi ia um aumen o em média de 4,5 GW/ano de sis emas o o ol aicos ins alados (Análise Do Me cado Eu opeu de Ene gia Sola Fo o ol aica (PV) - Rela ó io Do Se o - Tendências, Tamanho e Pa icipação, n.d.). 2.2.2. PORTUGAL Po ugal, como já oi e e ido, é um dos países da Eu opa com melho es condições de adiação sola anual, endo, po an o, um po encial de ins alação o o ol aico bas an e Figu a 11 - Top 10 dos países da Eu opa que mais aumen a am a capacidade sola o o ol aica en e 2021 e 2022 (Sola Powe Eu ope, 2022). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 16 a o á el. Dispõe de um núme o médio anual de ho as de sol de ap oximadamen e 2200 a 3000 ho as, enquan o a Alemanha, que é o maio p odu o de ene gia sola o o ol aica, ap esen a um núme o médio de ho as de sol de 1200 a 1700 ho as (Compa ação Climá ica: Alemanha / Po ugal, n.d.). Nas igu as seguin es, é possí el e i ica as zonas com maio adiação sola de Po ugal con inen al. Tan o no e ão como no in e no e i ica-se uma maio exposição à adiação sola nas zonas a sul do país, sendo que a dis ibuição espacial da adiação sola di e e dos meses de e ão pa a os meses de in e no. Con udo, pode-se cons a a , de uma o ma ge al, que os alo es aumen am de no e pa a sul e do li o al pa a o in e io . Es e ac o acon ece, pois, as egiões a sul ap esen am meno la i ude e, po an o, encon am-se mais p óximas do equado , ecebendo mais aios de sol. Já no li o al, com a p oximidade do ma aumen a a nebulosidade, o que diminui a capacidade de ecebe adiação nesses locais. Quan o à capacidade ins alada p o enien e de sis emas o o ol aicos, segundo a DGEG, a é e e ei o de 2022, Po ugal inha 1733 MW ins alados. A egião do Alen ejo oi esponsá el po 53% da p odução o o ol aica nacional. Figu a 12 - Dis ibuição da adiação sola em Po ugal Con inen al. a) In e no; b) Ve ão (FICHA TÉCNICA Tí ulo: Es a ís icas Rápidas Das Reno á eis, 2022). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 17 Pela Figu a 13, salien a-se ainda, um aumen o p og essi o na ins alação de sis emas o o ol aicos, sendo a ecnologia que mais c esceu no úl imo ano, dando a en ada em uncionamen o, desde 2014, de 12 cen ais o o ol aicas, o alizando uma po ência de 15 MW. Po ugal mos a-se, no pano ama eu opeu, como um dos me cados mais p omisso es pa a o desen ol imen o da ene gia sola , an o pela localização geog á ica p i ilegiada em e mos de i adiação sola como ecu so eno á el. No en an o, os núme os ainda es ão mui o aquém do seu po encial, mos ando que há ainda mui o caminho po pe co e , sendo que, no ano mó el de ma ço de 2021 a e e ei o de 2022, a p odução de ene gia elé ica a pa i de on es eno á eis co espondeu a 55% do o al da p odução b u a mais saldo impo ado de ele icidade. Ce ca de 29,6% des a p odução oi ob ida pelas ecnologias híd ica e eólica e 5% a a és da o o ol aica, como pode se cons a ado na seguin e igu a (FICHA TÉCNICA Tí ulo: Es a ís icas Rápidas Das Reno á eis, 2022). Figu a 13 - P odução o o ol aica po egião (FICHA TÉCNICA Tí ulo: Es a ís icas Rápidas Das Reno á eis, 2022). Figu a 14 - P odução de ene gia elé ica a pa i de on es eno á eis (FICHA TÉCNICA Tí ulo: Es a ís icas Rápidas Das Reno á eis, 2022). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 18 2.3. SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO 2.3.1. EFEITO FOTOVOLTAICO O e ei o o o ol aico é um enómeno ísico que con e e a ene gia da adiação sola , compos a po o ões, em ele icidade. Esse p ocesso é baseado nas p op iedades dos semicondu o es, que êm a capacidade de ge a co en e elé ica quando expos os à luz de de e minado comp imen o de onda. Quando a luz inciden e o nece a quan idade necessá ia de ene gia pa a libe a um ele ão, es e ans o ma-se num ele ão li e, deixando um "bu aco" posi i o no ma e ial. Po ém, apenas uma pequena po ção de o ões que incidem nas células possui ene gia su icien e pa a exci a os ele ões, o que p o oca pe das na e iciência das células o o ol aicas, máxima ce ca de 20%, le ando a que apenas uma pa e da luz inciden e seja con e ida em ene gia elé ica (Shi e al., 2023). O melho ma e ial pa a p odução de ele icidade o o ol aica são os monoc is ais de silício. A sua p odução en ol e um demo ado p ocesso de a e ecimen o de uma solução num ambien e comple amen e es e ilizado, de modo a p oduzi um único e pe ei o c is al, que se á pos e io men e co ado em lâminas inas (Sola Pho o ol aic Cell Basics | Depa men o Ene gy, n.d.). No en an o, o silício no seu es ado pu o, po si só não é capaz de ge a ele icidade a pa i da adiação sola , uma ez que, o ma e ial compo a-se como um isolado (mau condu o elé ico) já que, possui uma es u u a c is alina pe ei a, não con endo ele ões li es, como é ilus ado na Figu a 15. Figu a 15 - Rep esen ação da ligação co alen e da ede c is alina do silício pu o (Ma e ial Didá ico - IMD, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 19 Po an o, de o ma a “en aquece ” a ligação a ómica dos á omos de silício, é u ilizado um p ocesso denominado de dopagem, que consis e em pequenas quan idades de impu ezas que são adicionadas in encionalmen e ao silício, com o in ui o de al e a as suas p op iedades elé icas. Exis em dois ipos p incipais de dopagem: dopagem do ipo P e dopagem do ipo N. A dopagem do ipo P (bo o) en ol e a adição de impu ezas que c iam uma de iciência de ele ões, chamada de “bu acos”, deixando o ma e ial ca egado posi i amen e, enquan o a dopagem do ipo N ( ós o o) en ol e a adição de impu ezas que o necem ele ões ex as, icando o ma e ial nega i amen e ca egado. Quando o silício dopado do ipo N é colocado em con a o com o silício dopado do ipo P, como ilus ado na Figu a 16, os ele ões li es do ma e ial do ipo N p eenchem as lacunas do ma e ial do ipo P, c iando-se uma di e ença de po encial elé ico. Como esul ado, a camada do ipo N ica posi i amen e ca egada, enquan o a camada do ipo P ica nega i amen e ca egada. Essas ca gas c iam um campo elé ico pe manen e que di icul a a passagem de mais ele ões da camada do ipo N pa a a camada do ipo P, a ingindo o equilíb io (Abdelhady e al., 2017). Assim, pa a o ma uma célula o o ol aica a pa i do silício pu o, são in oduzidos á omos de bo o numa me ade e á omos de ós o o na ou a, unindo os dois semicondu o es. Já a zona en e es as egiões é denominada de egião de ca ga espacial a qual dá o igem a um campo elé ico, esponsá el pelo uncionamen o da junção p-n (K au e , 2006). Figu a 16 - Rep esen ação da ligação química en e os semicondu o es p e n (Semicondu o es - Esquemas - Ele onica PT, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 20 2.3.2. CÉLULA SOLAR FOTOVOLTAICA A célula o o ol aica é conside ada a unidade básica de um sis ema o o ol aico esponsá el po con e e a luz sola em ele icidade. Quando conec ada com ou as células o ma os módulos o o ol aicos, que po sua ez são ag upados em painéis sola es. Os painéis sola es são en ão combinados pa a o ma um sis ema o o ol aico comple o, capaz de ge a ele icidade su icien e pa a disposi i os elé icos ou se conec ado à ede elé ica pa a o nece ene gia pa a uso esidencial, come cial ou indus ial. A Figu a 18 mos a de o ma esquemá ica a cons i uição in e na de uma célula o o ol aica de silício, sendo os seus p incipais elemen os os seguin es: • P o eção de id o: camada ex e na que p o ege a célula o o ol aica con a danos mecânicos, como impac os e con a a humidade e ou os elemen os que podem dani ica a célula, como poei a, sujidade, chu a, ne e, e c. É ge almen e ei o de id o empe ado, que é um ma e ial esis en e e du á el. • Película anspa en e: camada que ica sob e a célula o o ol aica e em como unção p incipal aumen a a e iciência da célula. Pode se ei a de di e en es ma e iais, como plás ico, id o ou ma e iais o gânicos. • Con a o on al: camada supe io da célula em o ma de g elha que pe mi e passagem dos aios luminosos uncionando como e minal nega i o; • Re es imen o an i e lexo: camada ina e uni o me aplicada à supe ície da célula pa a eduzi a quan idade de luz e le ida e melho a a e iciência da con e são de ene gia sola em ele icidade. Ge almen e compos os de ma e iais dielé icos de baixo índice de e ação, ou seja, ma e iais que êm uma baixa capacidade de e le i a luz. Es e e es imen o eduz a e lexão dos o ões inciden es pa a alo es abaixo de 5%. Figu a 17 - Rep esen ação esquemá ica do uncionamen o de uma célula o o ol aica (K au e , 2006). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 21 Sem a inco po ação des e e es imen o a célula e le i ia ce ca de um e ço da adiação; • Região ipo n: silício dopado com ós o o (po exemplo) con endo excesso de ele ões; • Região ipo p: silício dopado com bo o (po exemplo) con endo excesso de lacunas; • Con a o de base: con ac o me álico localizado na pa e in e io da célula, cons i uindo o e minal posi i o da célula (Sykes, 2023). 2.3.2.1. TIPOS DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS As células o o ol aicas podem se classi icadas, con o me o ipo de ecnologia, em ês ge ações di e en es (Reis, 2019): • 1ª ge ação: são as células sola es con encionais p epa adas a pa i de silício c is alino pu o (silício monoc is alino e polic is alino), que são as mais amplamen e u ilizadas na indús ia o o ol aica. São e icien es na con e são de ene gia sola em ele icidade, mas podem se mais dispendiosas de p oduzi de ido ao p ocesso de ab icação complexo e ao al o consumo de ene gia du an e a p odução. Figu a 18 - Rep esen ação da es u u a in e na de uma célula o o ol aica de silício (Mo aes, 2020). Figu a 19 - Exemplos de células de 1ª ge ação. a) Silício monoc is alino; b) Silício polic is alino (Reis, 2019). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 28 Os módulos o o ol aicos são expos os a condições ambien ais ad e sas, incluindo es o ços mecânicos, agen es a mos é icos e humidade. Pa a ga an i al os pad ões de qualidade e uma expec a i a de ida mais longa, é necessá io que os módulos possuam ca ac e ís icas capazes de esis i a esses a o es. A Figu a 27 ap esen a esquema icamen e os componen es e ma e iais no malmen e u ilizados na cons ução de módulos o o ol aicos, p oje ados pa a supo a essas condições ad e sas e man e a e iciência na con e são de ene gia sola em ele icidade (Aghaei e al., 2022). A Tabela 2 desc e e sucin amen e as unções e e en es a cada componen e que in eg a um módulo o o ol aico (Aghaei e al., 2022). Figu a 27 - Rep esen ação esquemá ica dos componen es que cons i uem um módulo o o ol aico de silício c is alino (Di ya e al., 2023). Tabela 2 - Desc ição das unções de cada componen e de um módulo o o ol aico. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 29 2.3.4. ASSOCIAÇÃO DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS Os módulos o o ol aicos podem se ag upados em sé ie, pa alelo e de o ma mis a, o que possibili a ob e di e en es alo es de ensão ou co en e e, assim, con ola a ene gia p oduzida pelo painel. 2.3.4.1. LIGAÇÃO EM SÉRIE Os módulos o o ol aicos quando conec ados em sé ie, o e minal posi i o é ligado ao e minal nega i o do módulo seguin e e assim sucessi amen e, o mando uma s ing. É impo an e ealça que na associação de módulos o o ol aicos de em se u ilizados módulos do mesmo ipo, de o ma a minimiza as pe das de po ência no sis ema. Quando disposi i os idên icos e subme idos à mesma i adiância são ligados em sé ie, as ensões são somadas e a co en e elé ica não é al e ada (Figu a 28). No en an o, se disposi i os com di e en es co en es de cu o-ci cui o o em ligados em sé ie, a co en e elé ica da associação se á limi ada pela meno co en e, o que pode causa supe aquecimen o. Po an o, a associação em sé ie de módulos com co en es di e en es não é ecomendada na p á ica (K au e , 2006). 𝑉 = 𝑉1+𝑉2+𝑉3+⋯+𝑉𝑛 (5) 𝐼 = 𝐼1=𝐼2=𝐼3= ⋯=𝐼𝑛 (6) Figu a 28 - In luência do aumen o do núme o de módulos o o ol aicos em sé ie na cu a I-V. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 30 2.3.4.2. LIGAÇÃO EM PARALELO Quando se p e ende ob e co en es mais ele adas man endo a ensão es ipulada, é u ilizada a ligação em pa alelo en e módulos o o ol aicos. Nes a associação, os e minais posi i os e nega i os dos disposi i os são in e ligados en e si, esul ando na soma das co en es elé icas e man endo-se cons an e o alo da ensão. 𝑉 =𝑉1=𝑉2= 𝑉3= ⋯=𝑉𝑛 (7) 𝐼 =𝐼1+𝐼2+𝐼3+⋯+𝐼𝑛 (8) É possí el ob e di e en es in ensidades de co en e a iando o núme o de módulos ligados em pa alelo. A Figu a 29 ilus a a associação em pa alelo de qua o módulos o o ol aicos, bem como a sua cu a ca ac e ís ica de co en e- ensão em condições STC (K au e , 2006). 2.3.4.3. LIGAÇÃO MISTA No caso de g andes sis emas, é comum u iliza uma associação mis a dos módulos o o ol aicos. Es a associação consis e na ligação de á ias s ings de módulos em pa alelo pa a ob e alo es mais ele ados de co en e e ensão. Figu a 29 - In luência do aumen o do núme o de módulos o o ol aicos em pa alelo na cu a I-V. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 31 Supondo que o sis ema é cons i uído pelo mesmo ipo de módulos, a co en e que a a essa cada ilei a é igual. A associação mis a é ep esen ada pela exp essão "n x m", onde "n" é o núme o de ilei as de módulos associados em pa alelo e "m" é o núme o de módulos associados em sé ie. Assim pelas exp essões 9 e 10 é possí el ob e os alo es de co en e e ensão o ais (K au e , 2006): 𝑉𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =𝑉1+𝑉2+𝑉3+⋯𝑉𝑚⇔𝑉𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑚×𝑉 (9) 𝐼𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =𝐼1+𝐼2+𝐼3+⋯𝐼𝑛⇔𝐼𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =𝑛×𝐼 (10) 2.3.4.4. EFEITOS DE SOMBREAMENTO NOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS Os enómenos de somb eamen o que oco em nos módulos o o ol aicos p oduzem consequências nega i as no que conce ne à sua e iciência e segu ança. Exis em á ios ipos de somb as, as dinâmicas e as es á icas. As somb as dinâmicas são um ipo de somb eamen o empo á io ípico, como somb as p oje adas po nu ens em mo imen o, olhas, exc emen os de a es, ne e e a é poei as. Já as somb as es á icas são causadas po á o es ci cundan es, an enas pa abólicas, edi ícios ou chaminés, en e ou os. Na maio ia das somb as dinâmicas, a emoção de sujidade e e ua-se quase na u almen e desde que os módulos o o ol aicos sejam posicionados com um ângulo mínimo de inclinação. No que conce ne aos deje os deposi ados nos módulos, bem como as poei as é necessá io que se p oceda a ope ações de limpeza de modo mui o mais egula . Figu a 30 - In luência do aumen o do núme o de módulos o o ol aicos em associação mis a na cu a I-V. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 32 Quando uma ou mais células ecebe menos adiação sola que as ou as da mesma associação, a sua co en e ai limi a a co en e de odo o conjun o. Es e e ei o de edução de co en e no conjun o de células do módulo acaba po se p opagado pa a odos os módulos conec ados em sé ie (Bay ak & Oz op, 2020). Caso uma célula ique o almen e somb eada, es a ica á in e samen e pola izada e se á aquecida pela ene gia ge ada po ou as células da mesma s ing. Is o az com que a célula somb eada se compo e como uma esis ência elé ica, a a és da qual é a a essada a co en e ge ada po ou as células, esul ando numa ensão in e sa mui o ele ada que pode p o oca a o mação de um pon o quen e, conhecido como "ho spo " em inglês, no ci cui o. Esse pon o quen e pode dani ica o p óp io módulo o o ol aico, como cons a na Figu a 32 (Sun e al., 2022). Figu a 31 - Rep esen ação e e ei o do somb eamen o numa célula o o ol aica na po ência ge ada(K au e , 2006). Figu a 32 - Painel sola o o ol aico dani icado de ido à o mação de um “ho spo ” (Sun e al., 2022). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 33 Pa a e i a a oco ência de pon os quen es e ensões in e sas ele adas, são comumen e u ilizados os díodos de by-pass, que des iam a co en e das células somb eadas. Assim, pe mi e que o sis ema o o ol aico se man enha em p odução, embo a diminuída. Is o eduz simul aneamen e a pe da de ene gia e o isco de dano i e e sí el das espe i as células, o que inu iliza ia o módulo. Os díodos by-pass são ligados em an ipa alelo com as células o o ol aicas (K au e , 2006). Além do díodo de by-pass, o díodo de bloqueio é ou o componen e de p o eção usado em associação mis a, que impede o luxo de co en e de uma s ing com ensão maio pa a ou a com ensão meno . Pa a sis emas que usam a mazenamen o, o díodo de bloqueio ambém pode se usado pa a e i a desca gas no u nas das ba e ias. A co en e e e sa, que lui no sen ido opos o do o necimen o de ene gia do módulo o o ol aico, pode dani ica pe manen emen e o módulo se ul apassa o alo máximo especi icado no ca álogo. Pa a e i a danos, os díodos de bloqueio podem se conec ados pa a ga an i que a co en e lua apenas no sen ido co e o (K au e , 2006). 2.3.5. TIPOS DE ESTRUTURAS DE FIXAÇÃO DE PAINÉIS FOTOVOLTAICOS A escolha do ipo de es u u a de ixação é ão impo an e quan o a seleção dos p óp ios painéis o o ol aicos, pois ga an e o ien ação mais adequada do sis ema pa a maximiza o ap o ei amen o da ene gia sola e ambém assegu a a segu ança dos equipamen os. Figu a 33 - Ilus ação de uma implemen ação de díodos de by-pass e de bloqueio num sis ema (Diodo Bypass Ga an e P o eção Do Painel Sola , n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 34 As es u u as de ixação mais comuns são ei as de alumínio, e o ou aço. Em alumínio são p oje adas especi icamen e pa a odo o ipo de ambien es, incluindo em ambien es co osi os e o e ecem uma mon agem simples e esis en e. Além disso, essas es u u as são mais le es do que as de e o e ap esen am a an agem de não exigi manu enção ao longo dos anos. Po isso, são amplamen e u ilizados, especialmen e em ins alações em elhados e e aços. As es u u as de e o, po sua ez, cos umam se ei as sob medida pa a ins alações que exigem um p oje o especial ou pa a ixação em pa edes e icais, como pos es (Componen es Do Sis ema Fo o ol aico – Ene gias Madei a, n.d.). 2.3.5.1. ESTRUTURAS DE FIXAÇÃO COPLANAR Pa a de e mina o ipo de es u u a ideal pa a a ins alação dos painéis sola es, é necessá io a alia cuidadosamen e o local onde se ão ins alados. Se o local a ins ala é um elhado já o ien ado pa a o sul e com uma de e minada inclinação, a es u u a mais adequada se á a complana . Esse ipo de es u u a pode se ins alado pa a man e a inclinação do elhado e adap a -se pe ei amen e à sua supe ície. Além disso, é uma opção mais económica e ápida de se mon ada, pois é en egue comple a e ap esen a melho adap ação ao ambien e local. Já pa a elhados de chapa, exis em es u u as de ixação adequada pa a esse ipo de cobe u a (Gup a, 2022). Figu a 34 - Es u u a de ixação coplana (Componen es Do Sis ema Fo o ol aico – Ene gias Madei a, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 35 2.3.5.2. ESTRUTURAS DE FIXAÇÃO REORIENTADOS Em segundo luga , exis em as es u u as egulá eis ou eo ien ados, que pe mi em ajus a a o ien ação e a inclinação dos painéis sola es de aco do com as necessidades. Es e ipo de es u u as é, em g ande pa e, u ilizado em elhados planos, cobe u as e e aços, mas ambém pode se ú il em elhados com pouca inclinação, pe mi indo um aumen o na inclinação pa a que os aios sola es a injam os painéis pe pendicula men e e maximizem a p odução de ene gia. As es u u as eo ien adas ambém podem se ins aladas em solo i me, como num campo ou ja dim, desde que não haja somb as sob e a supe ície dos painéis. É impo an e des aca que a posição dos painéis sola es é i ele an e em elação ao seu desempenho, pois eles uncionam igualmen e bem an o na ho izon al quan o na e ical (Gup a, 2022). 2.3.5.3. ESTRUTURAS DE FIXAÇÃO COM SEGUIDORES SOLARES Po im, exis e as es u u as com seguido es sola es que pe mi em o imiza a cap ação de ene gia sola . Es es disposi i os aumen am a quan idade de luz sola cap ada e, consequen emen e, a p odução de ene gia. Exis em dois ipos de seguido es sola es: de um eixo e de dois eixos. Os seguido es com um eixo pola gi am apenas num plano, aumen ando a p odução de ene gia a é ce ca de 30%. Já os de dois eixos, acompanha com maio p ecisão o mo imen o do sol, pe mi indo acompanha a sua aje ó ia diá ia. Embo a sejam mais complexos e ca os, podem aumen a a p odução de ene gia a é 40% (Singh e al., 2017). No en an o, o uso des es equipamen os eque mo o es, o que implica a necessidade de o nece ene gia elé ica pa a seu uncionamen o, eduzindo a e iciência ene gé ica do sis ema. Além disso, é undamen al a ealização de manu enções pe iódicas desses mo o es. Figu a 35 - Es u u a de ixação egulá el (Componen es Do Sis ema Fo o ol aico – Ene gias Madei a, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 36 Ou o pon o a conside a é que, caso o mecanismo alhe, o sis ema o o ol aico pode ica numa posição des a o á el, esul ando na diminuição conside á el da cap ação de adiação sola du an e esse pe íodo de imobilização. Aliado a odos esses a o es, com a diminuição dos incen i os na ins alação o o ol aica, a elação cus o-e iciência des es sis emas pode-se o na menos a a i o pa a os consumido es. Além des es ês ipos de es u u as con encionais, exis em ainda as es u u as em ca po , que uncionam como géne o de ga agem, sendo idên icos às es u u as de ixação egulá eis, mas ap esen ando um amanho supe io de o ma a ab iga os eículos. 2.3.6. INVERSORES Os módulos sola es o o ol aicos ge am ele icidade em co en e con ínua (DC) a pa i da adiação sola . No en an o, pa a uso em edi ícios ou pa a inje a na ede elé ica é necessá io con e e essa ene gia em co en e al e nada (AC). Isso é ei o po meio de in e so es num sis ema o o ol aico. Além de con e so de sinal, o in e so ambém execu a ou as unções, como ajus a o pon o ope acional pa a maximiza a ene gia disponí el dos painéis o o ol aicos (MPPT - Maximum Powe Poin T acke ). Figu a 36 - Es u u a com seguido sola . a) com um eixo; b) com dois eixos (Componen es Do Sis ema Fo o ol aico – Ene gias Madei a, n.d.). Figu a 37 - In e so Huawei SUN2000-60KTL-M0. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 37 O dimensionamen o adequado do sis ema é impo an e pa a ga an i que o in e so seja usado de o ma e icien e, sem subu ilização ou sob eca ga. O endimen o do in e so é um aspe o c ucial a se conside ado, pois de e mina a quan idade de ene gia o necida em elação à ene gia ge ada pelos painéis sola es. A e iciência dos in e so es a ia desde 95% a 98% e ende a diminui quando ope am abaixo de sua po ência nominal. Alguns in e so es o o ol aicos ambém possuem ecu sos de moni o ização em empo eal, pe mi indo acompanha o desempenho do sis ema sola . Isso é ú il pa a ga an i o bom uncionamen o do sis ema e iden i ica quaisque p oblemas que possam su gi . Es es disposi i os podem se classi icados de aco do com sua aplicação e conexão. Em elação à aplicação, exis em ês ipos: au ónomos (o -g id), conec ados à ede elé ica (g id- ie) e híb idos, sis emas com ba e ia. Quan o ao ipo de conexão, exis e in e so es cen alizados e descen alizados. Os in e so es cen alizados são ca ac e izados pela ligação dos módulos em sé ie de o ma a cons i uí em as ilei as que são depois ligadas a um único in e so , de po ência ap oximadamen e igual ao sis ema o o ol aico. Ap esen am uma diminuição do endimen o na p esença de incompa ibilidades en e os módulos e somb eamen o pa cial, e necessi am de usa secções de cabos maio es de ido às ele adas co en es. De ido às dimensões do in e so cen al, ob iga a sua ins alação num local p óp io, que po ezes se aduz em g andes dis âncias en e o sis ema o o ol aico e o in e so (K au e , 2006). Figu a 38 - a) in e so cen al; b) Ilus ação de uma alha no sis ema de ido a somb eamen o (Componen es Do Sis ema Fo o ol aico – Ene gias Madei a, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 44 No caso da Unidade de Pequena P odução (UPP), baseia-se no p incípio de injeção o al à RESP da ele icidade ge ada a pa i de on es eno á eis, sendo que a po ência de conexão da unidade de p odução é limi ada a 1 MW. A UPP subs i ui os egimes an e io es de mic op odução e minip odução. Quan o às a i as de emune ação pa a a enda de ele icidade são a ibuídas a a és de um modelo de lici ação e êm alidade de 15 anos a pa i da da a de início do o necimen o de ene gia do sis ema à ede pública. As ins alações da UPP são egulamen adas pelo Despacho n.º 41/2019, emi ido em 9 de ou ub o, e pos e io men e al e ado e epublicado pelo Despacho n.º 43/2019, emi ido em 23 de ou ub o. Esses despachos de inem o p ocedimen o pa a solici a o egis o e o ce i icado de ope ação das unidades de p odução (Diá io da República, 2014). Na abela seguin e é ap esen ada uma b e e compa ação en e uma Unidade de Pequena P odução (UPP) e uma Unidade de P odução pa a Au oconsumo (UPAC) (Macedo, 2021). No que conce ne às condições de acesso e exe cício de a i idade das UPACs, de aco do com a legislação em igo , é necessá io e em conside ação os seguin es a o es (P odução de Ene gia Pa a Au oconsumo | E-REDES, n.d.): • A UPAC com po ência ins alada igual ou in e io a 700 W es á isen a de con olo p é io, desde que não es eja p e is a a injeção de exceden e na RESP; • A UPAC com po ência ins alada supe io a 700 W e igual ou in e io a 30 kW es á sujei a a uma me a comunicação p é ia (MCP); Tabela 3 - Compa ação en e uma Unidade de Pequena P odução e uma Unidade de P odução pa a Au oconsumo. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 45 • A UPAC com po ência ins alada supe io a 30 kW e igual ou in e io a 1 MW es á sujei a a egis o p é io e ce i icado de explo ação; • A UPAC com po ência ins alada supe io a 1MW es á sujei a a a ibuição de licença de p odução e explo ação. Dec e o-Lei n.º 162/2019 No Diá io da República, oi di ulgado o ecen e egime ju ídico de p odução de Ene gia Reno á el pa a Au oconsumo, po in e médio de um dec e o-lei que de ine os di ei os e ob igações das pessoas e o ganizações in e essadas em in es i em pequenas ins alações. O Dec e o-Lei 162/2019, de 25 de ou ub o, (Dec e o-Lei No. 162/2019, 2019) ambém anspõe pa cialmen e a Di e i a 2018/2001 e em como inalidade simpli ica e acili a a ida dos no os p odu o es. Essa di e i a pe mi e aos au oconsumido es de ene gia eno á el p oduzi , consumi , a mazena , pa ilha e ende ele icidade sem se em con on ados com enca gos desp opo cionados. O no o diploma, em igo desde 1 de janei o de 2020, es abelece uma lei aplicá el ao au oconsumo de ene gia eno á el, an o a ní el indi idual, cole i o, como ambém pa a comunidades de ene gia eno á el (CER). Isso signi ica que os consumido es ago a podem-se ag upa pa a o au oconsumo cole i o, ou seja, podem compa ilha a mesma unidade de p odução de ene gia, desde que, disponham de um sis ema de con agem in eligen e e sejam ins alados no mesmo ní el de ensão. Des e modo, não é limi ado o núme o de painéis sola es a se em ins alados. Famílias e emp esas e ão a libe dade de ins ala a quan idade de painéis que p e endam. Além disso, o egime possibili a aos u ilizado es de Unidades de P odução pa a Au oconsumo (UPAC) a enda do excesso de ene gia não consumida à ede. No en an o, o p eço de enda se á Tabela 4 - Condições de acesso e de exe cício de a i idade pa a Unidades de P odução pa a Au oconsumo. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 46 de e minado li emen e en e os pequenos p odu o es e os come cian es esponsá eis pelos con a os de comp a de ene gia. Es e dec e o su ge, assim, como p incipal obje i o de assegu a o cump imen o das me as de Po ugal no que diz espei o à ene gia e ao clima. Pa a alcança esse im, se ão combinados ins umen os que p omo am as ene gias limpas com p ocessos descen alizados que, po sua p óp ia na u eza, iabiliza a coesão social e e i o ial. Essa abo dagem isa não apenas eduzi as desigualdades exis en es, mas ambém p o ege a c iação de emp egos e aumen a a compe i i idade das emp esas em odo o país. 2.5. SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS EM REGIME DE AUTOCONSUMO Em e mos ge ais, a ins alação de um sis ema o o ol aico em egime de au oconsumo e e e-se à p odução de ene gia o o ol aica u ilizada di e amen e pelo p odu o . Dessa o ma, es e ipo de sis ema pe mi e ge a ene gia localmen e e con ibui di e amen e pa a a edução da a u a de ele icidade, uma ez que a ene gia p oduzida é consumida in e namen e. A Figu a 44 ilus a um modelo ípico de uncionamen o de uma UPAC, exibindo seus componen es e o mé odo de conexão à ede elé ica. Os mecanismos de p omoção do au oconsumo de ele icidade o o ol aica baseiam-se na p emissa de que a ene gia p oduzida se á p imei amen e u ilizada localmen e, e i ando a injeção excessi a na ede. Isso oco e de ido a um sis ema de compensação que não o na an ajoso pa a o in es ido dimensiona o p oje o de o ma exage ada pa a ob e luc o na enda de exceden e. Assim, o e o no do in es imen o é maio e mais acele ado quando o consumo e a p odução são o imizados pa a as necessidades da en idade onde o sis ema Figu a 44 - Esquema ep esen a i o de uma UPAC. [Adap ado (Anzalchi & Sa wa , 2017)] A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 47 o o ol aico se á ins alado. No en an o, a conexão com a ede elé ica pe mi e sup i as demandas do consumido em momen os de baixa ou nenhuma in ensidade sola , como du an e a noi e ou dias nublados. Po an o, é essencial ealiza um es udo do pe il de consumo da ins alação pa a dimensiona co e amen e o ge ado o o ol aico, pois qualque subdimensionamen o ou supe dimensionamen o pode comp ome e a en abilidade do sis ema (Macedo, 2021). Pa a comp eende melho o concei o de au oconsumo, é impo an e analisa g a icamen e os pe is de po ência de p odução o o ol aica e de consumo num de e minado local. A Figu a 45 ap esen a um diag ama hipo é ico de um pe il de ge ação de um sis ema o o ol aico e um pe il de consumo ao longo de um dia in ei o (Ds sola - Sis ema Fo o ol aico, n.d.). Nes e exemplo, é possí el obse a que, du an e o dia, quando há sol, a p odução o o ol aica (linha ama ela) é supe io ao consumo, esul ando no au oconsumo absolu o, em que oda a ele icidade consumida p o ém di e amen e da ene gia ge ada pelo sis ema o o ol aico, enquan o o exceden e é inje ado na ede elé ica. No en an o, o a desse pe íodo, quando não há p odução o o ol aica, oda a ene gia consumida é o necida pela ede. Des e modo, con o me mencionado an e io men e, é necessá io adequa a p odução do sis ema pa a que ope e com um pe il de ge ação p óximo ao pe il de consumo. Quan o ao dimensionamen o, é undamen al analisa o diag ama de ca gas do clien e e a á ea disponí el pa a ins alação dos equipamen os, de modo a a ende à po ência ó ima possí el do local. Figu a 45 - Exemplo de um diag ama de consumo e p odução o o ol aica de um edi ício (Ds sola - Sis ema Fo o ol aico, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 48 2.6. PROGRAMAS DE SIMULAÇÃO DE INSTALAÇÕES FOTOVOLTAICAS Os so wa es de simulação de ins alações o o ol aicas são e amen as compu acionais p oje adas pa a modela e simula o desempenho de sis emas sola es o o ol aicos. Es es p og amas são u ilizados po p o issionais da á ea, como engenhei os, p oje is as e ins alado es, pa a p e e a p odução de ene gia de um sis ema o o ol aico em di e en es condições e auxilia na omada de decisões du an e a ealização do p oje o e ins alação. Ge almen e êm em conside ação á ios a o es, como a localização geog á ica do sis ema, as ca ac e ís icas do local (como inclinação e o ien ação do elhado), as especi icações dos módulos sola es u ilizados, o in e so , os cabos e ou os componen es do sis ema. Além disso, podem usa como e e ência dados clima é icos an e io es, como adiação sola e empe a u a, pa a calcula a p odução de ene gia espe ada ao longo do empo. O ecu so a es es p og amas compu acionais, pe mi e ealiza análises de alhadas, como o imização do dimensionamen o do sis ema, a aliação do impac o do somb eamen o, cálculo do e o no inancei o espe ado, en e ou os. As simulações pe mi em que os p oje is as ob enham uma isão p ecisa do desempenho espe ado do sis ema mesmo an es da sua ins alação, o que pode con ibui pa a um p oje o mais e icien e e a diminuição de possí eis e os. Exis em di e sos so wa es disponí eis no me cado, com di e en es ecu sos e ní eis de complexidade, como po exemplo o PVSys (so wa e p o issional que eque licença) e PVGIS ( e amen a g a ui a). Cada so wa e pode e as suas p óp ias ca ac e ís icas e capacidades especí icas, mas odos êm como obje i o o nece uma análise p ecisa e con iá el do desempenho de uma ins alação o o ol aica. 2.6.1. PVSYST O PVSys é um p og ama compu acional desen ol ido especi icamen e pa a simula e analisa o desempenho de sis emas o o ol aicos. É um dos so wa es mais an igos disponí eis no me cado e oi c iado pela Uni e sidade de Geneb a, na Suíça, com o in ui o de se uma e amen a de apoio simples e de ácil u ilização, sendo necessá io adqui i uma licença p é- paga. Es e so wa e o e ece ecu sos pa a analisa di e en es ipos de sis emas, como sis emas ligados à ede, sis emas isolados, sis emas de bombeamen o e sis emas de ede DC. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 49 A Figu a 46 mos a a janela inicial do p og ama, na qual é possí el seleciona á ias opções de abalho. Assim, o PVSys o e ece ao u ilizado a possibilidade de ealiza um es udo p elimina , isando o p é-dimensionamen o de um p oje o. A unção "P elimina y Design" iden i ica es ições do p oje o, ú il pa a sis emas isolados e de bombeamen o, ap esen ando uma es ima i a ápida de po encial o o ol aico. Pa a p oje os conec ados à ede, ajuda a a alia o po encial sola do edi ício. Po ém, a p ecisão é limi ada, não indicada pa a es udos complexos (Me moud & Wi me , 2014). Quan o ao “P ojec design”, Figu a 47, é a opção p incipal do so wa e e é u ilizado pa a o es udo comple o de um p oje o. Is o en ol e a escolha de dados me eo ológicos, p oje o do sis ema, es udos de somb eamen o, de e minação de pe das e a aliação económica. A simulação é ealizada ao longo de um ano, usando dados de alhados de ho a em ho a, ob endo-se, no inal, um ela ó io comple o e mui os esul ados adicionais. Figu a 47 - Janela p incipal da opção "P ojec design” no PVSys (Me moud & Wi me , 2014). Figu a 46 - Janela p incipal do PVSys .(Me moud & Wi me , 2014) A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 50 Além das opções de simulação disponí eis, o p og ama ambém possui a unção "Da abase", que inclui o ge enciamen o de dados climá icos, sendo que o p incipal é o Me eono m 8, que se baseia em dados de adiação eais en e os anos de 1996 e 2015. Esses dados podem se mensais ou ho á ios e ambém é possí el impo a dados ex e nos. Os bancos de dados con êm, ainda, in o mações sob e os componen es en ol idos nas ins alações o o ol aicas, como módulos, in e so es, ba e ias, en e ou os. Caso seja necessá io, é possí el modi ica as ca ac e ís icas des es componen es. O p og ama ambém o e ece a opção "Tools" que disponibiliza algumas e amen as adicionais pa a es ima e isualiza apidamen e o compo amen o de um sis ema sola . (Me moud & Wi me , 2014). O p ocesso de desen ol imen o de uma simulação com esse so wa e en ol e a de inição de um conjun o ab angen e de pa âme os, que são con igu ados numa sequência especí ica de ope ações. Após a execução das simulações, o so wa e ge a um ela ó io de alhado dos esul ados ob idos. Assim sendo, o u ilizado de e segui as seguin es e apas: 1) C ia um p oje o especi icando a localização geog á ica e os dados me eo ológicos. 2) De ini os de alhes do sis ema, como a o ien ação dos módulos o o ol aicos, a po ência necessá ia ou á ea disponí el e o ipo de módulos e in e so es que se p e ende usa . PVsys i á p opo uma con igu ação básica pa a es a escolha e de ini alo es pad ão azoá eis pa a odos os pa âme os. 3) De ini p og essi amen e pe u bações ao sis ema, po exemplo, somb eamen os, pa âme os de pe da especí icos, a aliação económica, analisando-se a sensibilidade à a iação da po ência nominal da ins alação sola p opo cional à á ea dos painéis, en e ou os. Cada a iação de e se sal a pa a pos e io compa ação. 2.6.2. PVGIS PVGIS, sigla pa a Pho o ol aic Geog aphical In o ma ion Sys em, é uma e amen a online desen ol ida pela Comissão Eu opeia pa a es ima o desempenho e o po encial da ene gia sola o o ol aica em di e en es á eas geog á icas. O uso é o almen e g a ui o, sem es ições quan o à u ilização dos seus esul ados e sem a necessidade de egis o. É amplamen e u ilizado po p o issionais e pesquisado es no planeamen o, dimensionamen o A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 51 e a aliação de sis emas sola es o o ol aicos como e amen a auxilia (Manual Do U ilizado PVGIS, n.d.). O PVGIS o nece in o mações sob e adiação sola , p odu i idade ene gé ica, ca ac e ís icas do sis ema o o ol aico e es ima i as de desempenho pa a uma de e minada localização em di e en es o ma os, incluindo mapas in e a i os, g á icos e abelas. Os dados são calculados com base em modelos ma emá icos, le ando em conside ação a o es como a inclinação e o ien ação dos painéis sola es, a e iciência do in e so e as pe das elacionadas ao somb eamen o e à empe a u a. Como esul ado desses cálculos, é possí el ob e alo es médios anuais, desde 2005 a é 2020, de p odução de ene gia e i adiação sola no plano, bem como g á icos dos alo es mensais. Des e modo, o PVGIS unciona como um p og ama auxilia na seleção do local ideal pa a a ins alação de sis emas o o ol aicos, pe mi indo es ima a p odu i idade ene gé ica espe ada e compa a di e sas con igu ações de sis emas. No en an o, é impo an e essal a que es a pla a o ma ap esen a algumas limi ações em elação aos ma e iais u ilizados no sis ema, além de não pe mi i a inclusão de dados climá icos especí icos, o que esul a numa es ima i a baseada em médias de anos an e io es. Es a abo dagem pode le a a esul ados imp ecisos que podem di e gi da ealidade (Manual Do Usuá io PVGIS, n.d.). Figu a 48 - In e ace online da e amen a PVGIS (Manual Do U ilizado PVGIS, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 52 2.6.3. OUTROS PROGRAMAS DE SIMULAÇÃO FOTOVOLTAICA 2.6.3.1. EM PORTUGAL Pa a além dos dois so wa es e e idos an e io men e, ambém são mui o u ilizados em Po ugal o SolTe m e a olha de cálculo SCE.ER. a) SOLTERM O SolTe m é desen ol ido e dis ibuído pelo LNEG (Labo a ó io Nacional de Ene gia e Geologia) e é um p og ama de análise de desempenho de sis emas sola es, incluindo é micos e o o ol aicos, adap ado às condições climá icas e écnicas de Po ugal. Ele ealiza uma análise a a és de simulações ene gé icas em condições quase es acioná ias, conside ando o ambien e e o sis ema como cons an es em in e alos cu os de 5 minu os. As simulações le am em con a di e sas in o mações, como con igu ação do sis ema, dados de adiação sola e empe a u a ambien e, obs áculos e somb eamen os, ca ac e ís icas écnicas dos componen es e o consumo do sis ema em base ho á ia média mensal. O p og ama disponibiliza, ainda, e amen as de o imização e análises económicas e ambien ais, incluindo o uso e i ado de ene gia óssil e a edução das emissões de gases de e ei o es u a. O SolTe m é u ilizado como e e ência pa a cálculo de incen i os go e namen ais pa a ene gia sola e, na e são 5.3, pode se usado na con abilização da con ibuição de sis emas de ene gias eno á eis pa a o balanço ene gé ico de edi ícios, con o me o Dec e o-lei 118/2013 de 20 de agos o (Aguia , n.d.). b) FOLHA DE CÁLCULO SCE.ER O so wa e SCE.ER é disponibilizado g a ui amen e pela DGEG. Es á implemen ado em olhas de cálculo Mic oso Excel (com “mac os”). A DGEG disponibiliza ambém o so wa e SCE.CLIMA (V1) ambém em Mic oso Excel (com "mac os"), que p epa a os ichei os climá icos de e e ência do SCE, ajus ados pa a a al i ude que se p e ende. Os u ilizado es podem adiciona os equipamen os que p e endam no banco de dados de equipamen os do SCE.ER, endo em a enção a ansc ição co e a dos dados de 'da ashee s' écnicas (SCE.ER, n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 53 2.6.3.2. NO MUNDO a) HOMER O HOMER (Hyb id Op imiza ion Model o Elec ical Renewable) é um modelo compu acional desen ol ido pelo Labo a ó io Nacional de Ene gia Reno á el (NREL) dos Es ados Unidos em 1993. Es e p og ama é al amen e e sá il, pe mi indo p oje a e analisa sis emas de ene gia híb ida, ab angendo ge ação elé ica, coge ação, u binas eólicas, ene gia sola o o ol aica, hid oelé ica, ba e ias, células de combus í el, biomassa, en e ou as on es. Além de o e ece uma o imização do sis ema e escolhas ecnológicas baseadas no cus o e disponibilidade de ecu sos ene gé icos, o HOMER possui a capacidade de simula um sis ema ao longo de 8760 ho as num ano, ap esen ando os esul ados em abelas e g á icos elucida i os. Os dados me eo ológicos podem se impo ados di e amen e do si e dedicado do HOMER ou o necidos pelo u ilizado de o ma especí ica. Embo a a empe a u a enha um impac o signi ica i o no p oje o e a aliação de sis emas o o ol aicos, es e a o não é conside ado no p oje o ealizado pelo so wa e, que u iliza um ipo de módulo con encional pa a análise. Os esul ados ob idos o e ecem uma análise económica compa a i a de cada componen e do sis ema, auxiliando na de e minação da con igu ação mais e icaz pa a o local em ques ão. In o mações como a p odução de cada on e, o consumo de ca ga, dados de po encial ene gé ico e o balanço de ene gia no sis ema analisado são ambém disponibilizados nos esul ados da simulação. O p og ama disponibiliza uma e são g a ui a po seis meses, sendo necessá ia uma a ualização anual no alo de 100 dóla es após esse pe íodo (Alsadi & Kha ib, 2018). b) RETSCREEN O so wa e RETSc een, desen ol ido o iginalmen e em 1996 pelo Cen o de Tecnologia Ene gé ica CANMET do Minis é io dos Recu sos Na u ais do Canadá (NRCan) pa a análise de ecnologias de ene gia eno á el, es á disponí el g a ui amen e em odo o mundo. Ele pe mi e a a aliação da p odução e economia de ene gia, cus os, edução de emissões, p e isões inancei as e iscos pa a uma a iedade de ecnologias de ene gia eno á el e e iciência ene gé ica. O p og ama es á disponí el em á ios idiomas e inclui bases de dados ab angen es sob e p odu os, p oje os, hid ologia e clima. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 60 Como é possí el obse a , o pad ão de consumo não é mui o a iá el ao longo do ano, ap esen ado um maio consumo nos meses de in e no. Além disso, como já e e ido, os consumos da emp esa são signi ica i os an o nas ho as de pon a como de azio, in ensi icando-se nas ho as de nasce e pô do sol. No en an o, é no ho á io de cheias que se e i ica maio consumo, coincidindo com o ho á io de abalho no mal das 9h às 18h. É, ainda, no ó io a edução do consumo du an e os ins de semanas, e iados e é ias. Após es e es udo, é ealizado uma a e ição da ene gia consumida pela ins alação du an e o pe íodo de um ano, bem como a ene gia u ilizada em cada mês, sendo es es alo es ap esen ados na Tabela 6. Com a base na in o mação dos consumos diá ios da emp esa, é possí el a e i que a po ência ideal nominal, de o ma a não se e mui o exceden e e pode au oconsumi g ande pa e da po ência o o ol aica ge ada, de e se en e 150 e 200 kWn. Tabela 6 - Ene gia consumida po mês no edi ício du an e 1 ano em MWh. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 61 3.5. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO Pela análise ealizada na seção an e io , oi de e minada como po ência nominal ideal pa a es e sis ema de au oconsumo. No en an o, é essencial conside a se essa capacidade é a mais adequada pa a o p oje o. Dessa o ma, o na-se c ucial, inicialmen e, seleciona o ipo de painel o o ol aico a se ins alado e calcula o núme o necessá io de painéis, endo em con a essa po ência e a escolha do melho in e so . A segui , é impo an e e i ica a disponibilidade de espaço pa a a ins alação da quan idade de painéis p e is a, le ando em conside ação possí eis obs áculos e somb eamen o. Além disso, é necessá io a alia o ipo de e eno ou elhado onde se á ealizada a ins alação e decidi sob e a es u u a ap op iada a se u ilizada. 3.5.1. SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO DOS PAINÉIS FV E INVERSORES 3.5.1.1. PAINÉIS SOLARES FOTOVOLTAICOS Os módulos escolhidos pa a es a ins alação o am os módulos monoc is alinos SL45- 72MAI-450L da ma ca S-Ene gy de po ência pico de 450 W. A escolha de eu-se sob e udo po se , naquela al u a (2022), o p incipal o necedo da Emp esa e po e o melho p eço ace à conco ência (0,232 €/Wp) e po se de silício monoc is alino que são mais e icien es que os polic is alinos. As ca ac e ís icas p incipais des e módulo são mos adas na Figu a 54 e no Anexo A ap esen a-se o seu da ashee . Figu a 54 - Especi icações elé icas do módulo o o ol aico SL45-72MAI-450L da ma ca S-Ene gy. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 62 3.5.1.2. INVERSOR A escolha do in e so a u iliza es á dependen e da po ência que se p e ende ins ala . Tendo em con a que a po ência ideal de e se en e 150 e 200 kWn, se á necessá io um in e so ou um conjun o de in e so es com essa capacidade. Nes a ins alação, a emp esa JAF Reno á eis op ou pelo HUAWEI SUN2000-60KTL-M0. Uma ez que es e in e so possui uma po ência de 60 kW, se ia aconselhá el ins ala ês des es in e so es, esul ando numa po ência de 180 kWn. Es a abo dagem assegu a que a po ência desejada não é ul apassada, e i ando assim um ele ado exceden e, sob e udo du an e o e ão. As p incipais ca ac e ís icas des e in e so são ap esen adas na Figu a 55 e odos os de alhes écnicos es ão disponí eis ambém no Anexo A. 3.5.2. DETERMINAÇÃO DO NÚMERO DE MÓDULOS Tendo em con a o ipo de painéis o o ol aicos e o núme o de in e so es necessá ios, é ago a possí el de e mina a quan idade de módulos eque idos pa a es a ins alação. Pa a ga an i que os in e so es ope em com maio e iciência e à sua po ência nominal du an e mais ho as, é aconselhá el que a azão de po ência es eja en e 1,1 e 1,3. Nes e caso, oi ado ada uma azão de po ência de 1,20, o que implica que a po ência pico se á supe io em 20% à po ência nominal, esul ando numa po ência de ins alação de 216 kWp. Figu a 55 - P incipais ca ac e ís icas do in e so HUAWEI SUN2000-60KTL-M0 de 60 kW. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 63 𝑅𝑝=𝑃𝑝𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑃𝑛𝐼𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟 ⇔𝑃𝑝𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 1,20×180 =216 𝑘𝑊𝑝 (11) Assim, o núme o de painéis necessá ios pa a es a es u u a é calculado pela seguin e o mula: 𝑃𝑝= 𝑛º𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 ×𝑃𝑝𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 ⇔𝑛º𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 =216 0,450=480 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 (12) 3.5.3. ÁREA DISPONÍVEL Após de e mina o núme o de módulos necessá ios pa a ins alação de au oconsumo, de e-se es uda se exis e espaço disponí el pa a a sua acomodação. A á ea disponí el, como ci ado, es á mui o limi ada pela quan idade de equipamen os de AVAC que se encon am no local. Além disso, de e-se e a enção ao somb eamen o dos mesmos, bem como o espaçamen o en e painéis de o ma a não c ia somb eamen o en e eles e pa a que haja espaço pa a manu enção e limpeza em momen os pos e io es. Po an o, com ecu so à e amen a de desenho 2D, AUTOCAD, é possí el e i ica o espaço disponí el pa a a colocação dos painéis, es ando a cinzen o, na Figu a 56, a zona limi ada que po somb eamen o da pla ibanda que pelos equipamen os e o seu somb eamen o. Assim, o na-se impossí el a colocação de 480 módulos eo ien ados pa a sul. Figu a 56 - Espaço disponí el na cobe u a do edi ício pa a acomodação dos painéis o o ol aicos. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 64 3.5.4. CONFIGURAÇÃO FINAL Uma ez que a á ea disponí el não é su icien e pa a a ins alação dos módulos o o ol aicos necessá ios, o na-se essencial p ocu a uma no a opção que maximize a p odução o o ol aica di igida pa a o au oconsumo de ene gia. Uma análise mais de alhada do pe il de consumo da emp esa e ela que os gas os ene gé icos ao longo do dia são p olongados, man endo-se consis en emen e acima de 30 kWh. Obse am-se picos de consumo logo nas p imei as ho as da manhã, com consumos a ní eis ele ados p a icamen e odo o dia. Dian e dessa si uação, oi ap esen ado como solução a ins alação de painéis an o na o ien ação es e (nascen e) como na o ien ação oes e (poen e), com azimu es de -75° e 105° espe i amen e, em elação ao Sul, e com uma inclinação com a ho izon al de 13°, sendo a inclinação pad ão des a es u u a como demos ado na Figu a 57. Com es a abo dagem, oi possí el acomoda 286 painéis, di ididos igualmen e en e as duas di eções, esul ando numa po ência ins alada de 128,7 kWp e uma po ência nominal de 120 kWn, sendo, po an o, necessá ios apenas dois in e so es HUAWEI de 60 kW. Es a disposição pe mi e que a p odução o o ol aica seja p olongada po mais ho as ao longo do dia, alinhando-se melho com os pad ões de consumo do edi ício. Dessa o ma, a ene gia ge ada pelos painéis é mais bem ap o ei ada, minimizando os exceden es, especialmen e em dias de meno consumo, como ins de semana e e iados. Figu a 57 - Con igu ação inal do sis ema o o ol aico do local em es udo com azimu es de - 75° e 105° e inclinação de 13°. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 65 Ao ins ala painéis sola es o o ol aicos ol ados pa a a di eção do nasce e do pô do sol, o edi ício bene icia de uma dis ibuição mais uni o me da p odução de ene gia ao longo do dia. Es a abo dagem ga an e que a ene gia ge ada seja u ilizada de manei a mais e icien e, a endendo às necessidades da emp esa sem despe diça ene gia ge ada. A segui , são ap esen adas duas igu as que demons am o esul ado da ins alação do sis ema o o ol aico. As imagens des acam o me iculoso acompanhamen o dos painéis com o elhado, p opo cionando uma es é ica isualmen e ag adá el, exa amen e como ha ia sido exigido pelo clien e. Ve i ica-se um cuidado com os de alhes na mon agem dos painéis e na ixação segu a das es u u as de supo e, esul ando num a anjo ha mônico e bem o ganizado, que se in eg a pe ei amen e à a qui e u a do edi ício. 3.6. CONFIGURAÇÃO E SIMULAÇÃO DO CASO DE ESTUDO EM SOFTWARES FOTOVOLTAICOS Conhecida a ins alação eal em es udo, é ealizado um p ocesso de simulação em dois p og amas o o ol aicos dis in os, com o obje i o de a alia sua complexidade e de e mina qual deles ap esen a uma maio p oximidade com a ealidade. Figu a 58 - a) Es u u a Nascen e- Poen e e inclinação com ho izon al de 13° u ilizada no p oje o b) Vis a aé ea do edi ício com o sis ema o o ol aico ins alado. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 66 3.6.1. PVSYST A p imei a simulação oi ealizada no so wa e PVSys . O dimensionamen o nes e p og ama de sis emas o o ol aicos ligados à ede di ide-se em á ias e apas, ais como, a ca ac e ização do local, seleção e con igu ação dos equipamen os, a ibuição de pe das do sis ema e po úl imo a sua simulação. 3.6.1.1. DADOS GEOGRÁFICOS E METEOROLÓGICOS Como p imei a e apa, de e mina-se o local exa o da ins alação a a és das coo denadas geog á icas. De seguida, p ossegue-se à seleção dos dados me eo ológicos de e e ência. Nes e caso, u ilizou-se a base de dados do p og ama, Me eono m 8.1, o qual o nece os pa âme os de adiação no pe íodo de 1996 a 2015 e os demais pa âme os ( empe a u a, pon o de o alho, en o, p ecipi ação e dias com p ecipi ação) e e en es aos anos de 2000 a 2019 (In o - Me eono m (De), n.d.). Po meio dos dados o necidos, é possí el ob e os alo es médios mensais e anuais da i adiação global, i adiação di usa, empe a u a ambien e e elocidade do en o. Na Figu a 60 são ap esen ados os alo es assumidos pelo so wa e, conside ando o local de implemen ação do sis ema em es udo. Figu a 59 - Iden i icação do local ins alado no PVSys . A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 67 Analisando os p incipais dados an e io es, pode-se obse a que a i adiação global é mais ele ada du an e os meses de e ão, alcançando seu alo máximo em julho, com 216,6 kWh/m2, e é meno nos meses de in e no. Dezemb o ap esen a o meno alo , com 47,0 kWh/m2, esul ando numa uma média anual de 1548,5 kWh/m2. Quan o à i adiação di usa média anual, egis a-se o alo de 629,5 kWh/m2, enquan o a empe a u a média anual é de 14.8 °C. De modo ge al, os alo es de adiação e empe a u a médias mensais não a iam mui o dos alo es assumidos como e e ência pa a es e local. 3.6.1.2. DETERMINAÇÃO DA ORIENTAÇÃO E INCLINAÇÃO DOS PAINÉIS FV De seguida, ajus a-se o ângulo de inclinação ( il ) e o ângulo azimu e ou o ien ação (azimu h) dos módulos o o ol aicos. O ângulo azimu e é compos o en e a di eção do módulo o o ol aico e o sul geog á ico pa a uma mon agem que se á ixa, ou seja, sem seguimen o sola . Nas Figu as 61 e 62 são ap esen adas as duas o ien ações (105° e -75°) com uma inclinação de 13°, sendo que es e p oje o se á es udado pa a p odução o o ol aica pa a odo ano e não sazonal. Figu a 60 - Dados me eo ológicos o necidos pelo PVSys da zona em es udo. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 68 O Fa o de T ansposição (FT) é a azão en e a i adiação inciden e no plano e a i adiação ho izon al, ou seja, um a o que de e mina a pe da ou ganho de incidência con o me a al e ação da inclinação e o ien ação dos painéis. Nes e caso, obse a-se uma pe da de incidência maio com a o ien ação a poen e, ou seja, a 105°. 3.6.1.3. CONFIGURAÇÃO E SELEÇÃO DOS COMPONENTES Nes a e apa o am selecionados o núme o e ipo de módulos o o ol aicos e in e so es, de aco do com as suas especi icações. Como se a a de duas o ien ações di e en es, o am ei as duas simulações, pa a 105° e -75°, sendo que cada simulação oi in oduzida 143 painéis, esul ando numa po ência de 64,36 kWp e, po an o, u ilizado pa a cada con igu ação um in e so Huawei de 60 kWn. Figu a 62 - De inição da o ien ação e inclinação dos painéis a poen e (105°). Figu a 61 -De inição da o ien ação e inclinação dos painéis a nascen e (-75°). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 69 Na igu a seguin e, ilus a apenas uma das duas con igu ações do sis ema, como elemen o ep esen a i o. A Figu a 63 ap esen a os p incipais pa âme os do sis ema o o ol aico a se simulado, com uma con igu ação de 11 s ings de 13 módulos em sé ie, o alizando 143 módulos e ocupando uma á ea ap oximada de 311 m2. No lado di ei o, é possí el e i ica se de ac o es a con igu ação es á em con o midade e se se pode p ocede à p óxima e apa. Em seguida, o am de inidas algumas pe das do sis ema de o ma ob e -se uma simulação o mais p ecisa possí el. Fo am conside adas as pe das de po ência dos módulos o o ol aicos, bem como a sua deg adação de ido à exposição à luz sola . Figu a 63 - Seleção e con igu ação do sis ema o o ol aico no PVSys . Figu a 64 - A ibuição de pe das ao sis ema em es udo. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 76 Na Figu a 71 é iden i icado um dia ep esen a i o de um im de semana ou e iado, nes e caso o dia escolhido oi 17 de se emb o. Es e exemplo ap esen a algumas pa icula idades em elação aos casos an e io es. A p odução o o ol aica não segue uma cu a cons an e de ido à p esença de sol com nu ens, pois o espaço não ap esen a possí eis somb eamen os. Além disso, os consumos são conside a elmen e mais baixos em compa ação com um dia no mal de abalho, uma po ência de consumo média de 40 kW, o alizando um consumo diá io de 854 kWh. De ido aos consumos eduzidos, a p odução o o ol aica consegue sup i e a é mesmo excede , em alguns momen os, a ene gia necessá ia, p incipalmen e du an e as ho as de pico quando o sol es á no zêni e. Isso esul a num exceden e de 124 kWh em elação aos 511 kWh p oduzidos, diminuindo, assim, a quan idade de ene gia da ede necessá ia pa a a ende às necessidades do local. 4.2. ANÁLISE DO DESEMPENHO DO SISTEMA SIMULADO NO PVSYST Após concluída a análise da ins alação eal, p ocede-se ao es udo das simulações ealizadas no so wa e PVSys . Na Tabela 8 ap esen am-se os alo es ge ados pelo p og ama, incluindo p e isão de ene gia p oduzida, au oconsumida, ene gia inje ada na ede e ene gia consumida da ede. O ela ó io de alhado des a simulação es á disponí el no Anexo B. Figu a 71 - Dados dos consumos e p odução o o ol aica da emp esa do dia 17 de se emb o de 2022. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 77 Com base na in o mação de alhada na abela, é pe ce í el que a p odução o o ol aica ob ida na simulação é signi ica i amen e supe io ao alo eal da ins alação, com uma di e ença de 24,7 MWh, sendo somen e em e e ei o, em que a p odução eal excede a p odução simulada, u o de um mês a ípico com maio incidência sola que o no mal. Como consequência no alo p oduzido se supe io , ambém o alo da ene gia au oconsumida e inje ada ap esen am alo es ligei amen e supe io es. Es es esul ados de em-se sob e udo aos dados de adiação não se em eais, mas sim um ano me eo ológico de e e ência, com base em anos an e io es, o que in luencia bas an e a p odução o o ol aica. Além disso, a simulação pode es a mal dimensionada, no que oca aos alo es das pe das do sis ema, in luenciando o endimen o do mesmo. Na Figu a 72 são demons adas as pe das do sis ema a a és do diag ama G assman de cada simulação. Tabela 8 - Resul ados ob idos da simulação do sis ema FV no PVSys . A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 78 No opo do diag ama, é possí el obse a a incidência de adiação sola global ho izon al no local, em 1548 kWh/m². No en an o, es e alo so e a iações com base na o ien ação dos painéis sola es. Pa a o ien ação a 105°, oco e uma pe da de adiação de ce ca de 4%. Já pa a a o ien ação a -75°, oco e um ganho de e iciência de apenas 1,7%. O IAM (Incidende Angle Modi ie ) é um a o que ep esen a a edução da adiação sola que alcança e e i amen e a supe ície das células o o ol aicas em elação à adiação que incide pe pendicula men e. Es e ipo de pe das é causado p incipalmen e pelos e lexos no e es imen o de id o, que aumen am con o me o ângulo de incidência sola . As pe das po sujidade o am es imadas em 2%, con o me a combinação dos dois diag amas. Caso um painel ique sujo du an e mui o empo, pode-se dani ica e limi a odo o sis ema. Nos ela ó ios de dados dos módulos o o ol aicos, a e iciência cos uma se supe es imada, de ido aos es es a que são sujei os se em em condições pe ei as o que não se e idencia na ealidade. Nes e caso conside ou-se uma ine iciência das células ap oximada de 2%. Em elação às pe das de ido a al as empe a u as, os es es pad ões conside am uma empe a u a da célula de 25 °C, embo a os módulos equen emen e ope em a empe a u as Figu a 72 - Diag ama de G assman. a) painéis i ados a oes e; b) painéis i ados a es e. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 79 mais al as. Nesse caso, as pe das de ido ao calo são es imadas em ce ca de 9%, sendo que à medida que a empe a u a aumen a o endimen o diminui. Quan o às pe das de qualidade do módulo, o PVSys conside a as pe das cons an es, con o me indicado pelo ab ican e, o que na ealidade isso pode não acon ece . O enómeno LID (deg adação induzida pela luz), que co esponde a 1,5% pa a cada o ien ação, é uma ca ac e ís ica p esen e em odos os módulos o o ol aicos. A segui , ap esen am-se as pe das de misma ch, ou seja, a incompa ibilidade da ma iz, jun amen e com as pe das óhmicas de cablagem. Es es dois a o es podem se de e minan es na di e ença en e os esul ados ob idos e os eais, pois são dois aspe os em que não se em p o unda ce eza dos de ei os e se odos os equipamen os o am bem ins alados. Dado que o sis ema en ol e ambém dois in e so es in e ligados, a comunicação en e eles pode aca e a pe das não conside adas. Po im, a e iciência dos in e so es é especi icada como 98% cada, de aco do com a icha écnica, mas isso nem semp e co esponde à ealidade. Além disso, caso haja uma in e upção na conexão com a in e ne no local, os in e so es não consegui ão comunica com o sis ema de moni o ização, impossibili ando a con abilização da p odução, o au oconsumo e a ene gia inje ada na ede. Todos esses a o es es ão in insecamen e elacionados com a disc epância en e os alo es simulados e o alo eal da ins alação. 4.3. ANÁLISE DO DESEMPENHO DO SISTEMA SIMULADO NO PVGIS Nes a seção, es ão ap esen ados os esul ados da simulação ealizada no p og ama PVGIS. Embo a a pla a o ma se e ele simples na sua ap esen ação de esul ados, limi ando- se à exposição de dados abula es no o ma o Excel, a abela subsequen e ilus a os alo es adqui idos pa a a p odução o o ol aica e adiação sola . Adicionalmen e, é impo an e salien a que os demais conjun os de dados o am subme idos a cálculos, com base no diag ama de ca gas da emp esa. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 80 Analisando a Tabela 9, é e iden e que os alo es ob idos pa a a p odução o o ol aica es ão mais alinhados com a ealidade, ap esen ando uma disc epância de apenas 9,97 kWh. Es a meno di e ença ace aos alo es ob idos no PVSys e le e-se p incipalmen e nos dados de adiação, que nes e caso, oi u ilizado uma es ima i a ela i a ao ano me eo ológico de 2020, o qual se ap oxima mais do ano da ins alação des e p oje o. Aliado a isso, ambém a pe cen agem de pe das que é u ilizado como pad ão nes e p og ama pode es a mais p óximo da ealidade do que os u ilizados no p og ama PVSys , que se baseia em dados do ab ican e. 4.4. COMPARAÇÃO ENTRE OS PROGRAMAS PVSYST E PVGIS Conside ando que os dados de adiação sola do PVGIS se mos am mais coe en es com o ano me eo ológico de ins alação, ou seja, 2022, oi ado ada a abo dagem de es abelece um pon o de e e ência en e os dois p og amas com o in ui o de os compa a . Com esse p opósi o, os dados me eo ológicos do PVGIS (2020) o am inco po ados no so wa e PVSys . Adicionalmen e, ambém os índices de pe da de sujidade e as pe das po pon o de máxima po ência (MPPT) o am aumen ados, sendo que o ela ó io ge ado se encon a no Anexo B. Tabela 9 - Resul ados da simulação do sis ema em es udo no PVGIS. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 81 Na abela seguin e são compa ados os alo es anuais das ês simulações e do caso eal em es udo. Ao examina os esul ados ob idos, o na-se e iden e que o so wa e PVSys ap esen a p ojeções mais o imis as em compa ação com os desempenhos eais da ins alação. Mesmo após a adap ação dos dados me eo ológicos es imados pa a 2020 e o aumen o das pe das de e iciência do sis ema, a p odução o o ol aica ainda supe a os núme os egis ados pelo PVGIS em 4,9%, esul ando numa disc epância de 17,4 MWh em elação ao cená io eal, eduzindo ce ca de 7 MWh ace aos alo es da p imei a simulação. No que conce ne ao índice de "Capaci y Fac o " e à elação en e a ene gia ge ada e o consumo da emp esa, obse a-se uma pequena di e ença com a ealidade. Assim, es es esul ados indicam que a ins alação, na sua maio pa e, ap esen ou um desempenho condizen e com o simulado, mesmo quando compa ado com a simulação inicial no PVSys , que inco po a as pe das do sis ema con o me as especi icações do ab ican e — um cená io a amen e alcançado na p á ica. 4.5. CASOS ALTERNATIVOS A a és da análise dos esul ados, é e iden e que a p odução o o ol aica é conside a elmen e meno do que o consumo da emp esa. De ac o, a maio pa e do consumo diá io, ce ca de 81%, é sup ida pela ede elé ica. Nes e con ex o, é c ucial a alia se a opção da o ien ação dos painéis a nascen e e poen e oi a mais ace ada, ou se a ins alação ol ada pa a o sul e ia sido mais e icien e, mesmo que em quan idades in e io es à si uação a ual. Tabela 10 - Dados compa a i os en e as simulações no PVSys e PVGIS e ocaso eal. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 82 Po isso, o am elabo ados ês es udos com o ien ação pa a sul, mais p ecisamen e a 15° a sudoes e, de aco do com a achada do edi ício. Conside ou-se ês inclinações dis in as: 20°, 25° e 30°, sendo es as as es u u as disponibilizadas pelo mesmo o necedo , ESDEC (Anexo A). O obje i o é de e mina qual des as o ien ações é capaz de ge a a maio quan idade de ene gia o o ol aica ao longo do ano. 4.5.1. ORIENTAÇÃO A SUL COM INCLINAÇÃO DE 20° Iniciando com a es u u a inclinada a 20°, o p imei o passo consis e em quan i ica o somb eamen o ge ado po cada painel sob e o painel subsequen e, isando minimiza as pe das de p odução deco en es desse somb eamen o. Dado que a implan ação é es udada num ambien e bidimensional, u ilizando a e amen a AUTOCAD, é essencial ecalcula o comp imen o do módulo, pois em pe spe i a de is a supe io , como se encon a inclinado, o seu comp imen o apa en e se á in e io ao eal. A a és das ó mulas da igonome ia, é possí el calcula an o o comp imen o apa en e do painel FV como a sua al u a. De e minado o alo da al u a, es e se á mul iplicado po 2,5 me os pa a ga an i uma ma gem de somb eamen o. Esse comp imen o esul an e ep esen a á a dis ância en e o painel on al e o painel asei o. Sendo que: L – Comp imen o do módulo FV L’ – Comp imen o apa en e do módulo FV h – Al u a do módulo FV inclinado 𝛼 – Ângulo de inclinação Figu a 73 - Rep esen ação esquemá ica 2D de um módulo o o ol aico ( igonome ia). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 83 Pelas equações de igonome ia: 𝑠𝑖𝑛𝛼 =ℎ 𝐿⇔ℎ =𝑠𝑖𝑛20°×2,094 =0,72 𝑚 (13) 𝑐𝑜𝑠𝛼 = 𝐿′ 𝐿⇔𝐿′= 𝑐𝑜𝑠20°×2,094= 1,97 𝑚 (14) 𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑒𝑖𝑠 = 2,5 × ℎ ⇔ 2,5 × 0,72=1,8 𝑚 (15) Na Figu a 74, encon a-se o esquema ep esen a i o des a si uação. Após a de e minação de odos os comp imen os, a ep esen ação da implan ação des a es u u a é exibida no so wa e AUTOCAD, con o me ilus ado na Figu a 75. Isso possibili a a e i icação da quan idade de painéis que podem se acomodados na cobe u a da emp esa. Figu a 74 - Ilus ação da disposição dos módulos FV com es u u a eo ien ada a 14° a sudoes e com inclinação de 20° (Donaue - Ene gia Sola é o Que Nos Mo e., n.d.). A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 84 Dessa o ma, cons a a-se que, com es a con igu ação, se ia possí el ins ala um o al de 178 painéis, esul ando numa po ência ins alada de 80,1 kWp, uma di e ença de 48,6 kWp em elação ao cená io eal. 4.5.2. ORIENTAÇÃO A SUL COM INCLINAÇÃO 25° Com a inclinação a 25° oi ei o o mesmo p ocedimen o, ob endo-se os seguin es alo es: ℎ =𝑠𝑖𝑛25°×2,094 =0,88 𝑚 (16) 𝐿′=𝑐𝑜𝑠25°×2,094 =1,90 𝑚 (17) 𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑒𝑖𝑠 = 2,5 × 0,88= 2,2 𝑚 (18) Resul ando numa implan ação de 172 painéis, como é possí el e i ica na Figu a 76, no qual ep esen a menos 114 módulos que a ins alação eal e menos 6 que a opção da es u u a de inclinação de 20°, ob endo-se uma po ência ins alada de 77,4 kWp. Figu a 75 - Implan ação da es u u a o ien ada a sul com inclinação de 20° no AUTOCAD. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 85 4.5.3. ORIENTAÇÃO A SUL COM INCLINAÇÃO DE 30° Nes a si uação os esul ados ob idos o am os seguin es: ℎ =𝑠𝑖𝑛30°×2,094 =1,05 𝑚 (19) 𝐿′=𝑐𝑜𝑠30°×2,094 =1,81 𝑚 (20) 𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑒𝑖𝑠 =2,5×1,05 =2,625 𝑚 (21) Ado ando uma inclinação de 30°, o p oje o esul a ia numa ins alação compos a po 166 módulos o o ol aicos, o alizando uma po ência ins alada de 74,7 kWp. Es a con igu ação ap esen a a meno quan idade de painéis ins alados en e as ês si uações a aliadas. Figu a 76 - Implan ação da es u u a o ien ada a sul com inclinação de 20° no AUTOCAD. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 92 Obse ando a Tabela 13 é e iden e que en abilidade anual b u a no p imei o ano de consumo é de 20,50%, com uma pe spe i a de e o no do in es imen o de ap oximadamen e 5 anos e 3 meses. Des aca-se, ainda, que o Valo P esen e Líquido (VAL) é posi i o, e o çando a iabilidade des a ins alação. Além disso, o alo de TIR (18%) é mui o supe io a axa de a ualização do in es imen o (3%), que mos a que es e p oje o é in e essan e pa a o clien e com um bom e o no inancei o. Ano Ene gia P oduzida Poupança Fa u a de Ele icidade Venda Exceden e Cus o O&M Poupança To al Acumulado 0 - - - - - - - - - - - - - - - ‐74 018,00 € 1144610 14 033,35 € 1 140,76 € 0,00 € 15 174,11 € ‐58 843,89 € 2141718 14 165,26 € 1 117,95 € 0,00 € 14 405,89 € ‐44 438,00 € 3140938 14 509,98 € 1 111,80 € ‐715,57 € 13 641,29 € ‐30 796,71 € 4140163 14 863,08 € 1 105,68 € ‐737,04 € 13 533,18 € ‐17 263,53 € 5139392 15 224,77 € 1 099,60 € ‐759,15 € 13 426,69 € ‐3 836,83 € 6138626 15 595,26 € 1 093,55 € ‐781,92 € 13 321,77 € 9 484,94 € 7137863 15 974,77 € 1 087,54 € ‐805,38 € 13 218,37 € 22 703,31 € 8137105 16 363,52 € 1 081,56 € ‐829,54 € 13 116,46 € 35 819,77 € 9136351 16 761,73 € 1 075,61 € ‐854,43 € 13 015,98 € 48 835,75 € 10 135601 17 169,62 € 1 069,69 € ‐880,06 € 12 916,91 € 61 752,66 € 11 134855 17 587,45 € 1 063,81 € ‐906,47 € 12 819,21 € 74 571,88 € 12 134113 18 015,44 € 1 057,96 € ‐933,66 € 12 722,85 € 87 294,72 € 13 133376 18 453,84 € 1 052,14 € ‐961,67 € 12 627,77 € 99 922,50 € 14 132642 18 902,92 € 1 046,35 € ‐990,52 € 12 533,97 € 112 456,47 € 15 131913 19 362,92 € 1 071,82 € ‐1 020,23 € 12 461,43 € 124 917,89 € 16 131187 19 834,12 € 1 065,92 € ‐1 050,84 € 12 369,36 € 137 287,26 € 17 130466 20 316,78 € 1 060,06 € ‐1 082,37 € 12 278,49 € 149 565,75 € 18 129748 20 811,19 € 1 054,23 € ‐1 114,84 € 12 188,78 € 161 754,52 € 19 129034 21 317,63 € 1 048,43 € ‐1 148,28 € 12 100,20 € 173 854,72 € 20 128325 21 836,39 € 1 042,66 € ‐1 182,73 € 12 012,73 € 185 867,45 € 21 127619 22 367,78 € 1 036,93 € ‐1 218,21 € 11 926,34 € 197 793,79 € 22 126917 22 912,10 € 1 031,23 € ‐1 254,76 € 11 840,99 € 209 634,78 € 23 126219 23 469,67 € 1 025,55 € ‐1 292,40 € 11 756,68 € 221 391,46 € 24 125525 24 040,80 € 1 019,91 € ‐1 331,17 € 11 673,36 € 233 064,82 € 25 124834 24 625,83 € 1 014,30 € ‐1 371,11 € 11 591,02 € 244 655,84 € VAL 244 655,84 € TIR 18% Ene gia P oduzida e Re o no Financei o Tabela 13 - Resul ado do cash- low do sis ema o o ol aico ins alado ao im de 25 anos. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 93 5.3. ESTUDO DE CENÁRIOS ECONÓMICOS ALTERNATIVOS 5.3.1. UNIDADE DE PEQUENA PRODUÇÃO (UPP) A a aliação da iabilidade da ins alação ambém exige a análise de á ios cená ios al e na i os. Dado que es a disse ação se concen a no é mino das a i as subsidiadas conhecidas como FITs ( eed-in- a i a), que incen i a am a enda o al da ene gia p oduzida à ede elé ica, oi ei o uma análise caso es a ins alação uncionasse como uma mic op odução (UPP). Isso pe mi i á des aca o impac o no cash- low ao come cializa oda a ene gia ge ada a a és des e sis ema. Salien a-se que o es udo oi ei o com os alo es de enda à ede com as a i as explici adas an e io men e. No en an o, em si uações de Unidades de Pequena P odução o p odu o es abelece um con a o ou aco do de comp a e enda de ene gia de longo p azo, PPA (Powe Pu chase Ag eemen ), com um come cializado de ene gia a um p eço p e ixado, sendo que nes e caso conside ou-se o alo mais al o de 0,045 €/kWh. Analisando a abela seguin e, e o ça-se a ideia de que, de ac o, após o é mino das a i as eed-in, a come cialização o al da ene gia o o ol aica p oduzida não se e ela ia iá el pa a a emp esa. Isso acon ece, pois, embo a ap esen e um Valo P esen e Líquido (VAL) posi i o, a Taxa In e na de Re o no (TIR) de 1% é in e io à axa de a ualização do in es imen o (3%). Op a po es e sis ema esul a ia somen e num e o no ao im de 21 anos e 11 meses. Po an o, a al e na i a de uma Unidade de Pequena P odução não se mos a ia iá el nes a ci cuns ância. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 94 5.3.2. ESTRUTURA REORIENTADA A SUL COM INCLINAÇÃO DE 20° Caso se op asse po uma es u u a ol ada pa a sul, como e idenciado an e io men e, a opção mais an ajosa se ia com inclinação de 20°. Nesse sen ido, a Tabela 15 o nece de alhadamen e o o çamen o de odo o sis ema com essa con igu ação. Ano Ene gia P oduzida Poupança Fa u a de Ele icidade Venda Exceden e Cus o O&M Poupança To al Acumulado 0 - - - - - - - - - - - - - - - ‐74 018,00 € 1144610 0,00 € 5 784,53 € 0,00 € 5 784,53 € ‐68 233,47 € 2141718 0,00 € 5 668,84 € 0,00 € 5 343,43 € ‐62 890,04 € 3140938 0,00 € 5 637,66 € ‐715,57 € 4 504,41 € ‐58 385,63 € 4140163 0,00 € 5 606,66 € ‐737,04 € 4 326,59 € ‐54 059,04 € 5139392 0,00 € 5 575,82 € ‐759,15 € 4 154,90 € ‐49 904,14 € 6138626 0,00 € 5 545,15 € ‐781,92 € 3 989,13 € ‐45 915,01 € 7137863 0,00 € 5 514,65 € ‐805,38 € 3 829,07 € ‐42 085,94 € 8137105 0,00 € 5 484,32 € ‐829,54 € 3 674,53 € ‐38 411,41 € 9136351 0,00 € 5 454,16 € ‐854,43 € 3 525,31 € ‐34 886,10 € 10 135601 0,00 € 5 424,16 € ‐880,06 € 3 381,24 € ‐31 504,87 € 11 134855 0,00 € 5 394,33 € ‐906,47 € 3 242,13 € ‐28 262,74 € 12 134113 0,00 € 5 364,66 € ‐933,66 € 3 107,82 € ‐25 154,92 € 13 133376 0,00 € 5 335,15 € ‐961,67 € 2 978,13 € ‐22 176,79 € 14 132642 0,00 € 5 305,81 € ‐990,52 € 2 852,92 € ‐19 323,87 € 15 131913 0,00 € 5 434,93 € ‐1 020,23 € 2 833,62 € ‐16 490,25 € 16 131187 0,00 € 5 405,04 € ‐1 050,84 € 2 713,39 € ‐13 776,86 € 17 130466 0,00 € 5 375,31 € ‐1 082,37 € 2 597,30 € ‐11 179,56 € 18 129748 0,00 € 5 345,74 € ‐1 114,84 € 2 485,21 € ‐8 694,35 € 19 129034 0,00 € 5 316,34 € ‐1 148,28 € 2 376,99 € ‐6 317,36 € 20 128325 0,00 € 5 287,10 € ‐1 182,73 € 2 272,49 € ‐4 044,87 € 21 127619 0,00 € 5 258,02 € ‐1 218,21 € 2 171,60 € ‐1 873,27 € 22 126917 0,00 € 5 229,10 € ‐1 254,76 € 2 074,18 € 200,91 € 23 126219 0,00 € 5 200,34 € ‐1 292,40 € 1 980,12 € 2 181,03 € 24 125525 0,00 € 5 171,74 € ‐1 331,17 € 1 889,30 € 4 070,33 € 25 124834 0,00 € 5 143,30 € ‐1 371,11 € 1 801,62 € 5 871,95 € VAL 5 871,95 € TIR 1% Ene gia P oduzida e Re o no Financei o Tabela 14 - Cash- low do sis ema o o ol aico em es udo caso uncionasse como uma UPP. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 95 É possí el no a uma conside á el edução no p eço o al, 53 205 €, uma di e ença de 20 813 € ace ao alo o çamen ado pa a o caso eal. Es a signi ica i a diminuição de e-se à edução de ce ca de 108 painéis sola es e à al e ação do cus o da es u u a, que en ol e menos componen es. Além disso, em unção da po ência ins alada, a con igu ação dos in e so es oi adap ada pa a um de 60 kW e ou o de 20 kW, esul ando numa economia de quase 1 000 €. Con udo, dado o espaçamen o maio en e as ilei as de painéis, de ido a ques ões de somb eamen o, eque mais me os de cabo sola . No en an o, o cabo elé ico AC se á mais económico, em i ude de a po ência da ins alação se in e io . Com base no o çamen o comple o do sis ema e na es ima i a de p odução ealizada no p og ama PVGIS, o am ob idos os seguin es alo es: Tabela 15 - O çamen o dos equipamen os e ins alação do sis ema o o ol aico eo ien ado a sul com inclinação de 20°. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 96 Es e sis ema e ia um pe íodo de ecupe ação mais cu o em compa ação com o cená io eal, o alizando 4 anos e 10 meses, acompanhado po uma Taxa In e na de Re o no (TIR) supe io . No en an o, is o que a base de compa ação en e os p oje os é es abelecida pela análise do Valo P esen e Líquido (VAL) e, uma ez que o sis ema a ual ap esen a um alo supe io , é possí el chega à conclusão de que a ins alação eal o e ece condições de in es imen o mais an ajosas. Ano Ene gia P oduzida Poupança Fa u a de Ele icidade Venda Exceden e Cus o O&M Poupança To al Acumulado 0 - - - - - - - - - - - - - - - ‐53 205,00 € 1111565 10 897,67 € 879,32 € 0,00 € 11 776,98 € ‐41 428,02 € 2109334 11 000,10 € 861,73 € 0,00 € 11 180,92 € ‐30 247,10 € 3108733 11 267,79 € 856,99 € ‐445,36 € 10 688,33 € ‐19 558,77 € 4108135 11 541,99 € 852,28 € ‐458,72 € 10 604,58 € ‐8 954,19 € 5107540 11 822,87 € 847,59 € ‐472,48 € 10 522,08 € 1 567,90 € 6106948 12 110,58 € 842,93 € ‐486,65 € 10 440,79 € 12 008,69 € 7106360 12 405,29 € 838,29 € ‐501,25 € 10 360,68 € 22 369,37 € 8105775 12 707,17 € 833,68 € ‐516,29 € 10 281,71 € 32 651,08 € 9105194 13 016,40 € 829,10 € ‐531,78 € 10 203,86 € 42 854,93 € 10 104615 13 333,15 € 824,54 € ‐547,73 € 10 127,09 € 52 982,02 € 11 104040 13 657,62 € 820,00 € ‐564,16 € 10 051,37 € 63 033,39 € 12 103467 13 989,97 € 815,49 € ‐581,09 € 9 976,69 € 73 010,08 € 13 102898 14 330,42 € 811,01 € ‐598,52 € 9 903,01 € 82 913,09 € 14 102332 14 679,15 € 806,55 € ‐616,48 € 9 830,31 € 92 743,40 € 15 101770 15 036,37 € 826,17 € ‐634,97 € 9 774,00 € 102 517,40 € 16 101210 15 402,28 € 821,63 € ‐654,02 € 9 702,64 € 112 220,04 € 17 100653 15 777,09 € 817,11 € ‐673,64 € 9 632,20 € 121 852,24 € 18 100100 16 161,03 € 812,62 € ‐693,85 € 9 562,66 € 131 414,90 € 19 99549 16 554,31 € 808,15 € ‐714,67 € 9 494,00 € 140 908,90 € 20 99001 16 957,16 € 803,70 € ‐736,11 € 9 426,19 € 150 335,09 € 21 98457 17 369,81 € 799,28 € ‐758,19 € 9 359,22 € 159 694,31 € 22 97915 17 792,50 € 794,88 € ‐780,93 € 9 293,05 € 168 987,36 € 23 97377 18 225,48 € 790,51 € ‐804,36 € 9 227,68 € 178 215,05 € 24 96841 18 669,00 € 786,17 € ‐828,49 € 9 163,09 € 187 378,14 € 25 96309 19 123,31 € 781,84 € ‐853,35 € 9 099,25 € 196 477,38 € VAL 196 477,38 € TIR 20% Ene gia P oduzida e Re o no Financei o Tabela 16 - Cash- low do sis ema o o ol aico com es u u a eo ien ada a sul com inclinação de 20°. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 97 Como esul ado, a escolha de implemen a mais painéis o ien ados a nascen e e poen e p o ou se a opção mais adequada pa a es e edi ício. Assim sendo, é possí el a i ma que o sis ema oi dimensionado adequadamen e e que a melho solução disponí el oi implemen ada. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 98 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Nes e capí ulo, são abo dadas as p incipais e lexões do abalho e e uado, jun amen e com um conjun o de suges ões pa a ap imo a o es udo de u u as ins alações o o ol aicas. 6.1. CONCLUSÕES A análise ealizada ao longo des a disse ação e ela um no á el a anço no se o da ene gia o o ol aica em Po ugal nos úl imos anos, impulsionado pela edução dos cus os dos componen es e pela simpli icação das egulamen ações. Esse p og esso es á alinhado com a p omulgação do Dec e o-Lei nº 153/2014, que es abeleceu o au oconsumo como base pa a a p odução de ele icidade pa a uso p óp io e a possibilidade de enda de exceden e pa a a ede elé ica. O es udo de um sis ema eal implemen ado pela JAF Reno á eis, com dados moni o izados pelo FusionSola da Huawei, p opo cionou uma isão de alhada do dimensionamen o, desempenho e iabilidade económica desse sis ema. As simulações ealizadas pelos p og amas PVSys (162 011 kWh/ano) e PVGIS (154 571,64 kWh/ano) mos a am di e enças em elação aos esul ados eais (144 610 kWh/ano). O PVGIS, embo a menos complexo, demons ou maio conco dância com os alo es da ins alação em es udo. Es a disc epância nos alo es, de e-se, sob e udo, ao ano me eo ológico de e e ência não coincidi com o ano de es udo, 2022, além de que as simulações se basea am em es ima i as de anos an e io es. A in es igação da sensibilidade da es u u a de ixação e espe i a o ien ação, jun amen e com a a aliação de di e sos cená ios de iabilidade económica jus i ica am a escolha de painéis o ien ados a nascen e e poen e com uma baixa inclinação de 13°, ou seja, o cená io a ual, como a melho opção pa a es e edi ício, pois a pe da na I adiação inciden e em elação à inclinação ó ima a Sul - de -13.5% pa a o azimu e -75º e -18.6% pa a o azimu e de 105º - é la gamen e compensada pela di e ença na po ência ins alada que so e uma edução supe io a 40% na solução o ien ada a sul de inclinação de 30°. A compa ação en e a ins alação eal (VAL=244 655,84 € e TIR=18%), a con e são pa a egime de Unidade de Pequena P odução (VAL=5 871,95 € e TIR=1%) e a con igu ação com a A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 99 melho p odução ol ada pa a sul, com inclinação de 20° (VAL=196 577,38 € e TIR=20%), apoia am essa conclusão. Apesa disso, su gi am desa ios ao longo do desen ol imen o des e abalho, elacionados com limi ações no en endimen o de concei os ele o écnicos. Isso esul ou em simulações que podem não e le i o almen e a ealidade, especialmen e no caso do PVSys , que ap esen a a alguns pa âme os especí icos nessa á ea. Em suma, es e es udo não apenas con i mou o dimensionamen o adequado da ins alação, mas ambém des acou a ele ância do espaço disponí el, do ipo e o ien ação das es u u as, bem como a iabilidade económica, no p ocesso de omada de decisão. Além disso, demons ou que, com a edução das a i as eed-in, as Unidades de Pequena P odução pe dem o in e esse de ido à enda de ene gia a p eços in e io es ao me cado, o nando esses p oje os economicamen e in iá eis, p incipalmen e em ins alações de baixa po ência. 6.2. TRABALHOS FUTUROS Pa a abalhos u u os, se ia p o ei oso ealiza uma compa ação en e os esul ados das simulações no PVsys e no PVGIS, baseados num ano me eo ológico de e e ência, com as simulações baseadas em dados clima ológicos eais ob idos du an e um ano de uncionamen o da ins alação. Essa análise eque e ia a implemen ação de um sis ema de moni o ização, incluindo um senso pa a medi a adiação sola diá ia. A a és des a a aliação se ia possí el a e i se a ins alação ealmen e co espondeu às expe a i as delineadas ou se exis em possí eis componen es dani icados ou subdimensionados, bem como a necessidade de manu enção da ins alação. A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 100 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS A Radiação Sola – Explicações Geog a ia -918187095. (n.d.). Re ie ed 5 Decembe 2023, om h ps://aulasdegeog a iaodi elas.wo dp ess.com/2020/06/28/a- adiacao-sola -2/ Abdelhady, S., Abd-Elhady, M. S., & Fouad, M. M. (2017). 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Diá io da República, 1.a sé ie PRESIDÊNCIA DO CONSELHO DE MINISTROS. Diodo Bypass ga an e p o eção do painel sola . (n.d.). Re ie ed 24 Augus 2023, om h ps://www.al e na i e-ene gy- u o ials.com/pho o ol aics/bypass-diode.h ml Di ya, A., Adish, T., Kaus ubh, P., & Zade, P. S. (2023). Re iew on ecycling o sola modules/panels. h ps://doi.o g/10.1016/j.solma .2022.112151 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 108 2. INVERSOR HUAWEI 60 KW A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 109 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 110 3. ESTRUTURA DE SUPORTE ESDEC A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 111 AS VANTAGENS DO FLATFIX WAVE PLUS •Ins alação ápida e ácil: •Unidades p é-mon adas com ligação po encaixe •Não necessi a e amen as •Quan idade mínima de componen es •Máxima e iciência •Ges ão de cabos in eg ada •Desmon agem ácil pa a manu enção e inspeção •Ideal pa a p oje os em cobe u as come ciais de g ande escala com máxima inclinação de 3° •Adequado pa a painéis o o ol aicos g andes de no a ge ação •Disposição dupla (es e-oes e) •Segmen os g andes de módulos (máx. 40x40m / 1600m2) •Adequado pa a painéis de a é 1150 mm de la gu a •Dis ância en e ilas de 2300 mm ou 2460 mm •Ângulo de inclinação de 13° •Adequado pa a espessu as de lange do módulo de 1,2 mm a 2,8 mm •Pa a os seguin es ipos de cobe u a plana: be ão, be ume, EPDM, PVC e TPO •Ins alação simples de unidades p é-mon adas sem pa a usos •Design ae odinâmico •Sis ema obus o g aças aos conec o es e icais e ho izon ais •O melho supo e do módulo possí el: 2 unidades base po painel •Tes ado pa a pad ões in e nacionais •20 anos de ga an ia do p odu o •Supo es de elhado com conec o es mó eis •O sis ema desacoplado e micamen e e i a danos no ma e ial do elhado •Ligação in eg ada •Ca ga pon ual baixa •Painel ixado no comp imen o do módulo de aco do com as especi icações do o necedo do módulo, minimizando os iscos de danos no módulo •A ca ga sob e os módulos é eduzida e não azem pa e do sis ema de supo e •Cump e os mais ígidos equisi os con a co osão RÁPIDO E FÁCIL FIÁVEL MÁXIMA EFICIÊNCIA SEGURANÇA A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 112 ANEXO B: RELATÓRIOS PVSYST 1. RELATÓRIO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO EM ESTUDO N-P 1.1. INCLINAÇÃO DE 13° E AZIMUTE DE -75° A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 113 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 114 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 115 1.2. INCLINAÇÃO DE 13° E AZIMUTE DE 105° A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 116 A aliação do desempenho de um sis ema sola o o ol aico em egime de au oconsumo 117