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Lei 14.300: O que é e como calcular o fator de simultaneidade?

Veja uma explicação sobre o impacto da cobrança do Fio B nas faturas de energia

Autor: 19 de janeiro de 2023fevereiro 13th, 2024Artigos técnicos
10 minutos de leitura
Lei 14.300: O que é e como calcular o fator de simultaneidade?

Entenda o impacto do Fio B sobre os sistemas fotovoltaicos. Foto: Sharles Andrade

Com a entrada em vigor da Lei 14.300 em janeiro de 2023, novos projetos de usinas fotovoltaicas deixarão de ter a isenção do Fio B.

O Fio B corresponde a uma das parcelas que compõem a TUSD (Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição).

O valor do Fio B é responsável por cobrir os custos operacionais de distribuição e remuneração do investidor e será cobrado para usinas menores que 500 kW de maneira escalonada, partindo de 15% em 2023 até chegar em 90% em 2028.

A partir de 2029 ainda não se tem uma definição do que deve acontecer, já que os órgãos competentes ainda não informaram.

Especialistas têm projetado dois cenários como os mais prováveis. No primeiro deles seria cobrado 100% do Fio B a partir de 2029 e em um cenário mais desfavorável seria cobrada toda a TUSD – que implicaria, além do Fio B, outros encargos que compõem essa tarifa.

Impacto do Fio B sobre os sistemas fotovoltaicos

Para simplificar para o leitor o impacto da cobrança do Fio B nas faturas de energia, apresentamos uma explicação simples para este entendimento.

Basicamente, as faturas de energia de novos projetos protocolados a partir da entrada em vigor da Lei 14.300 (07/01/2022) virão com um valor cobrado relativo ao Fio B, que se refere ao uso do sistema de distribuição.

O proprietário do sistema fotovoltaico pagará essa taxa apenas sobre a energia excedente que é injetada na rede e posteriormente compensada na sua própria unidade consumidora ou em outras unidades que recebem a destinação dos créditos.

Com essa cobrança, o retorno dos investimentos nos projetos fotovoltaicos vai estar diretamente relacionado com a simultaneidade entre a geração e o consumo.

Quanto maior for o consumo no momento em que se gera a energia elétrica proveniente do sistema fotovoltaico, menor será a injeção na rede da distribuidora e consequentemente menor será a taxa de Fio B inclusa em sua fatura de energia.

Simplificando, quanto maior a injeção na rede, maior será o valor cobrado na tarifa na utilização dos créditos da energia excedente.

Portanto, a partir de agora é importante que se conheça como calcular o fator de simultaneidade, já que essa variável impacta diretamente o tempo de retorno financeiro do investimento.

Maior simultaneidade representa maior rentabilidade do projeto e menor tempo de retorno do investimento, enquanto menor simultaneidade reduz a rentabilidade e aumenta o tempo de retorno.

Unidades geradoras com pouca injeção (pouca energia excedente e elevada simultaneidade entre consumo e geração) não serão muito afetadas pelas novas regras. Por outro lado, unidades com pouca simultaneidade ou sistemas de autoconsumo remoto serão bastante afetados.

Fator de simultaneidade

O fator de simultaneidade é definido como a razão entre a energia consumida e a energia gerada durante um determinado intervalo de tempo.

A compreensão do fator de simultaneidade requer a análise da curva de carga diária típica da unidade consumidora,  que traça o perfil de consumo do cliente durante o período de um dia.

A Figura 1 mostra uma curva de carga obtida a partir de uma simulação com o software SOLergo. A curva de carga mostra  a potência que está sendo consumida pelas cargas locais em cada instante do dia . A área do gráfico, ao longo do dia, representa a energia que foi consumida nesse mesmo período.

Os dois picos da curva da Figura 1 indicam períodos em que há um consumo maior de energia, que ocorre entre 6 e 8 horas da manhã, período em que as pessoas estão se preparando para trabalhar, e entre as 19 e 23h, que é o período quando as pessoas chegam em casa e começam a usar chuveiros e eletrodomésticos.

Figura 1 – Curva de carga de uma residência

Figura 1 – Curva de carga de uma residência

Simulação de uma instalação com baixo fator de simultaneidade

Conhecendo-se a curva de carga da residência e com o uso do software SOLergo, é possível dimensionar um sistema fotovoltaico para atender a necessidade energética desse consumidor.

A Figura 2 ilustra a curva de carga juntamente com a curva de geração do sistema fotovoltaico dimensionado, obtida por meio de simulação no SOLergo. Já a Figura 3 apresenta os gráficos gerados pelo próprio software SOLergo com o resumo da energia gerada e consumida anualmente pela unidade consumidora, a partir dessa base de dados que se obteve as curvas do exemplo apresentado.

É possível fazer algumas análises interessantes em relação ao perfil de consumo dessa unidade a partir da Figura 2.

No período de maior geração (curva em azul), é registrado baixo consumo (curva em vermelho), que é o período onde os moradores estão no trabalho e poucas cargas são utilizadas na residência.

Figura 2 – Curvas de carga e de geração

Figura 2 – Curvas de carga e de geração

Este fato faz com que o fator de simultaneidade seja baixo, já que a maior parte da energia gerada não será utilizada instantaneamente, mas injetada na rede da distribuidora.

Figura 3 – Dados de energia gerada e consumida da unidade consumidora. Fonte: SOLergo

Figura 3 – Dados de energia gerada e consumida da unidade consumidora. Fonte: SOLergo

A energia consumida simultaneamente com a geração é representada pela área pintada em roxo na Figura 4, que consiste na interseção inferior das duas curvas.

Essa área representa a energia autoconsumida, isto é, a energia gerada pela usina fotovoltaica e consumida simultaneamente pelas cargas locais da unidade consumidora.

Figura 4 – Energia autoconsumida em simultaneidade com a geração de energia

Figura 4 – Energia autoconsumida em simultaneidade com a geração de energia

A área verde da Figura 5 representa toda a energia elétrica gerada pelo sistema fotovoltaico no período de um dia.

Cálculo do fator de simultaneidade

Para calcular o fator de simultaneidade basta dividir a quantidade de energia autoconsumida, representada pela área em roxo da Figura 4, pela quantidade de energia total, representada pela área em verde da Figura 5.

Para que essa divisão seja entendida com mais clareza, este artigo trará um exemplo numérico após as explicações das equações que representam o fator de simultaneidade.

Figura 5 – Energia total gerada pela usina em um dia

Figura 5 – Energia total gerada pela usina em um dia

O fator de simultaneidade é definido como a razão entre a energia consumida no intervalo da geração (autoconsumida) e a energia total gerada no mesmo intervalo, conforme a equação a seguir:

Como dito anteriormente, a energia autoconsumida corresponde à fração da energia gerada que é consumida simultaneamente pelas cargas. Idealmente, com um fator de simultaneidade de 100%, toda a energia gerada pelo sistema fotovoltaico é consumida no próprio local, com exportação de energia nula. Por outro lado, um fator de simultaneidade baixo indica que pouca energia é consumida no local e a maior parte da geração fotovoltaica é exportada.

A energia autoconsumida em uma instalação pode ser calculada pela diferença entre a energia total gerada registrada pelo inversor (no período de um mês) e a energia injetada que aparece na fatura de energia, ambas para o mesmo período.

A equação que representa a energia autoconsumida é apresentada abaixo:

Exemplo de um caso real

Para exemplificar, vamos realizar o cálculo do fator de simultaneidade para um caso real, de uma residência dotada de um sistema de microgeração fotovoltaica.

Primeiramente vamos calcular a energia autoconsumida e para isso precisamos coletar a energia injetada, que é um dado apresentado na fatura de energia.

Essa energia corresponde ao excedente (tudo o que que não é autoconsumido) de energia injetada na rede de distribuição da concessionária. A Figura 6 apresenta esse dado retirado da fatura de energia da concessionária CEMIG, de Minas Gerais.

Figura 6 – Leitura da energia injetada de uma fatura de energia

Figura 6 – Leitura da energia injetada de uma fatura de energia

De posse da energia injetada (446 kWh), basta pegarmos a geração total medida pelo inversor para calcular a energia autoconsumida.

O período de leitura da energia injetada foi de 18/11/2022 a 20/12/2022, conforme apresenta a Figura 6. Assim, deve-se pegar a energia gerada nesse mesmo período. Para isso, consulta-se o monitoramento do inversor, que apresenta os dados de geração diário desse período, conforme mostra a Figura 7.

Figura 7 – Monitoramento de geração do inversor para o período de 18/11/2022 a 20/12/2022. O eixo vertical corresponde à potência na saída do inversor (em kW). O eixo horizontal corresponde ao tempo

Figura 7 – Monitoramento de geração do inversor para o período de 18/11/2022 a 20/12/2022. O eixo vertical corresponde à potência na saída do inversor (em kW). O eixo horizontal corresponde ao tempo

No período de 18/11/2022 a 20/12/2022, de acordo com o sistema de monitoramento do inversor, o sistema fotovoltaico forneceu 510 kWh de energia. Essa energia corresponde à área amarela do gráfico da Figura 7.

Conhecendo-se a energia gerada, medida na saída do inversor (510 kWh), e a energia injetada no medidor bidirecional (446 kWh), retirada da fatura de energia, calcula-se a energia autoconsumida, que é:

Energia autoconsumida=510-446=64 kWh

Assim, o fator de simultaneidade desta instalação, calculado no período de um mês, é:

Fator de simultaneidade=64 / 510 = 12,55%

Conclusões

Para a residência exemplificada o fator de simultaneidade é de 12,55%, que é um valor baixo, o que significa que a maior parte de sua energia (87,45%) é injetada na rede.

Se essa usina fosse enquadrada na lei nova, haveria um pagamento mais alto de fatura devido ao Fio B, já que cada crédito (kWh) injetado que for compensado, recebe a cobrança do Fio B (percentual do Fio B de acordo com a regra de transição).

Portanto, os projetos irão ter um retorno de investimento mais lento quanto menor for o fator de simultaneidade.

Para consumidores como supermercados e indústrias, que possuem um consumo alto nos períodos de geração, esse fator tende a aumentar e pode chegar a níveis tão elevados que a nova regra quase não irá interferir no tempo de retorno do investimento, desde que o fator de simultaneidade seja alto o suficiente.

É importante salientar que os cálculos realizados neste artigo só podem ser obtidos com precisão em locais que já possuem uma usina fotovoltaica instalada, já que se necessita de dados como a energia gerada total e a energia injetada.

Porém, para novas propostas, não se tem esses dados. E aí, o que fazer nesses casos?

A maneira mais confiável de se obter esse fator de simultaneidade seria levantar a curva de carga do cliente e compará-la com a curva de geração prevista (por simulação) da usina fotovoltaica dimensionada. Assim, pode-se fazer uma comparação entre essas duas curvas e levantar o fator de simultaneidade.

Como o levantamento da curva de carga é um processo demorado, uma alternativa é utilizar valores de fator de simultaneidade de usinas já instaladas em clientes do mesmo tipo.

Assim, para a elaboração de uma nova proposta, compara-se o perfil de consumo do cliente a ser atendido com o perfil de algum outro cliente já catalogado e utiliza-se fator de simultaneidade para calcular o tempo do retorno do investimento.

Outra alternativa é a utilização de um software como o SOLergo, que possibilita a criação da curva de carga do cliente a partir do conhecimento da sua carga instalada. O software também realiza o cálculo do fator de simultaneidade e já entrega toda a análise econômica considerando a lei 14.300.

Referências bibliográficas

[1] Badra, Mateus. Fator de simultaneidade será peça chave para crescimento acelerado da GD. Canal Solar. Campinas 19 de janeiro de 2022. Disponível em: <https://canalsolar.com.br/fator-de-simultaneidade-sera-peca-chave-para-crescimento-acelerado-da-gd/>. Acesso em: 15/01/2022.

[2] Equipe Energês. Título: Simultaneidade impacta a viabilidade da geração própria?. Energês, 10 de março de 2022. Disponível em: <https://energes.com.br/simultaneidade/>. Acesso em 15 de janeiro de 2023.


As opiniões e informações expressas são de exclusiva responsabilidade do autor e não obrigatoriamente representam a posição oficial do Canal Solar.

Geraldo Silveira

Geraldo Silveira

Doutorando e Mestre em Engenharia Elétrica pela UFMG (Universidade Federal de Minas Gerais). Graduado em Engenharia Elétrica pela UNIFEI (Universidade Federal de Itajubá). É especialista em energia solar fotovoltaica com atuação em projeto, execução e avaliação de usinas solares. É entusiasta em sistemas elétricos de energia e estudos de curtos-circuitos.

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