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A correção da inclinação dos módulos FV compensa economicamente?

Instalações mais complexas e com adaptações estão mais propensas a falhas de montagem

Autor: 13 de outubro de 2020julho 8th, 2022Artigos técnicos
A correção da inclinação dos módulos FV compensa economicamente?

Será que é economicamente viável em todos os casos? 

Este artigo aborda o ajuste da inclinação dos módulos solares sob um ponto de vista econômico. Sabemos ser possível aumentar a inclinação dos módulos fotovoltaicos por meio de estruturas de ajuste.

Isso pode proporcionar ganho energético maior, mas será que é economicamente viável em todos os casos? 

Neste estudo, serão comparados dois sistemas localizados na região de Campinas (SP).

O primeiro com os módulos rentes ao telhado, com 10º de inclinação, e o segundo com os módulos presos a uma estrutura “adaptada” para laje, fazendo com que os módulos fiquem com a inclinação de 23 graus, ótima para a latitude em que se encontra.

Em ambos os casos, os módulos são posicionados com o azimute Norte. O sistema testado possui 10 módulos de 400 Wp ligados a um inversor de 3,6 kW, com uma única entrada de MPPT.

Para se obter o valor da energia gerada nas duas situações será utilizado o software PVSyst, com as perdas dos dois sistemas (cabeamento, mismatch, temperatura e etc) idênticas. Com o valor da energia anual calculado, utilizaremos o custo da tarifa de energia compensável para um cliente B1 – residencial, que é cerca de 0,65 R$/KWh.

Para o custo da estrutura, utilizaremos uma média de valores encontrados no mercado – cerca de R$ 375 para a solução própria para telhado cerâmico e R$ 1355 para o triângulo próprio para lajes que está sendo “adaptado” para corrigir a inclinação dos módulos. Logo, neste exemplo a diferença de custo entre os dois sistemas é de R$ 980.

A correção da inclinação dos módulos FV compensa economicamente?

Figura 1 – Representação de um sistema fotovoltaico com módulos rentes ao telhado (esquerda) e sistema com adaptação de inclinação (direita)

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Geração de energia e ganho econômico

A tabela abaixo mostra a quantidade de energia gerada em cada um dos sistemas:

A correção da inclinação dos módulos FV compensa economicamente? Uma análise rápida para o ano 1 mostra que a diferença de energia gerada é pequena, o que reflete em somente R$ 196,30. Para entender o impacto no desempenho econômico do sistema precisamos analisar o impacto das diferenças de geração ao longo dos 25 anos planejados de operação.

Os dados ano a ano foram gerados através do mesmo software, assumindo uma inflação no custo de energia de 2% ao ano e estão condensados na tabela abaixo.

 

Tabela economiaAnalisando separadamente, o custo extra da estrutura adaptada só será compensado por volta do quinto ano. Ao longo de 25 anos de operação o sistema com a estrutura adaptada economizará R$ 6572 a mais do que o sistema rente ao telhado.

Porém, ainda devem ser descontados desse ganho a diferença de custo da estrutura (R$ 980), o aumento no gasto de horas de mão-de-obra (1 dia de trabalho a mais ~ R$ 150,00), o que diminui o ganho para R$ 5.442. Ou seja, para este caso, existem ganhos financeiros quando analisamos esta adaptação.

Porém, perto da economia total de energia do sistema durante os 25 anos (R$ 115 mil para o sistema rente ao telhado, R$ 121 mil para estrutura adaptada) o benefício se torna pouco significativo, cerca de 4,5%.

Uma solução para contornar o problema que não envolva “adaptações”, principalmente no caso em que a geração para o sistema rente ao telhado não fosse capaz de entregar toda a energia requerida, é a adição de mais um módulo.

A tabela abaixo resume a geração de um sistema rente ao telhado com 1 módulo a mais, totalizando 11 placas, e as mesmas premissas dos casos anteriores.

geração de um sistema rente ao telhado com 1 módulo a maisA adição de mais um módulo de 400 Wp, já considerando uma estrutura um pouco maior, gira em torno de R$ 800, que é mais barato do que o custo de adaptação de estrutura (R$ 980) e traz retorno financeiro mais vantajoso (diferença de R$ 7.000 ao longo de 25 anos).

Conclusão

Além do baixo retorno financeiro, a recomendação de não montar “adaptações” para a correção da inclinação dos módulos em telhados está diretamente ligada à questão da segurança.

Módulos rentes ao telhado estão muito menos expostos a efeitos de arrancamento causados pelos ventos. A estrutura adaptada, até pela sua própria natureza, dificilmente segue as recomendações de fixação do fabricante e a resistência dos materiais à risca.

Figura 2: Os esforços causados pelos ventos não são desprezíveis em sistemas FV. O módulo, quando disposto conforme a figura, causa um efeito de vela, aumentando o stress mecânico de toda a estrutura

Figura 2 – Os esforços causados pelos ventos não são desprezíveis em sistemas FV. O módulo, quando disposto conforme a figura, causa um efeito de vela, aumentando o stress mecânico de toda a estrutura

O Canal Solar já noticiou várias estruturas que colapsaram pelo efeito dos ventos ou de sobrecarga, condições muito mais prováveis de se acontecer ao não respeitar a inclinação natural do telhado.

adaptações em telhados inclinados não são recomendadas

Figura 3 – Adaptações desse tipo, feitas com o intuito de buscar o melhor ângulo e a melhor orientação para os módulos fotovoltaicos nos telhados, trazem pouco retorno financeiro e poderiam ser substituídas pela adição de alguns módulos ao sistema, com resultado mais vantajoso.

Também é possível afirmar que instalações mais complexas, com “ajustes” e “adaptações” estão mais propensas a falhas de montagem. A complexidade da solução, aliada à falta de um padrão de montagem ou um manual, leva a mais erros, riscos de soltura, chamadas para correção de problemas e riscos desnecessários. Portanto, essas adaptações em telhados inclinados não são recomendadas.  

Mateus Vinturini

Mateus Vinturini

Especialista em sistemas fotovoltaicos e engenheiro eletricista graduado pela UNICAMP (Universidade Estadual de Campinas). Entusiasta de ciências e tecnologia, com experiência no ramo da energia solar, tanto no âmbito comercial como em projeto, dimensionamento e instalação de sistemas fotovoltaicos. 

2 comentários

  • Olá, Mateus Vinturini.
    Ótimo trabalho essa sua análise.
    Ainda faço a seguinte pergunta: poderia também acrescentar uma vantagem extra do projeto sem essa adaptação, considerando que seus painéis sofreriam menos perdas de rendimento ao longo de sua vida útil pelo fato também de produzirem menos na média por painel? Ou seja, estariam submetidos a um esforço menor?

    • Beatriz Baquiega disse:

      Boa tarde, tudo bem? Se os painéis tiverem a ventilação mínima exigida pelos manuais, não deve há era diferença significativa de vida útil.

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