Análise técnico-econômica de um sistema fotovoltaico e de sua hibridização com uma usina waste-to-energy no lixão da estrutural

Abstract

A energia solar é uma energia limpa, renovável, e provém de uma fonte inesgotável em termos práticos. A geração de eletricidade através de sistemas fotovoltaicos tem crescido em larga escala no mundo nos últimos anos. No Brasil, o crescimento dessa fonte energética se iniciou em larga escala a partir da publicação da Resolução nº 482/2012 pela ANEEL, que estabeleceu os conceitos de micro e minigeração distribuída, regulamentando o sistema de compensação de energia no país. Além disso, há no Brasil cerca de 3.000 lixões a céu aberto, que apresentam riscos ambientais e sociais. O encerramento desses depósitos de resíduos origina áreas ociosas que podem ser aproveitadas através de propostas sustentáveis. Uma dessas propostas se refere a usinas Waste-to-Energy, que utilizam os resíduos sólidos para geração de energia. Diante desse contexto, esse estudo visa avaliar a viabilidade técnico-econômica da instalação de um sistema fotovoltaico no Aterro Jockey Club de Brasília, conhecido como lixão da Estrutural, e sobretudo analisar o quanto a hibridização da energia fotovoltaica com uma usina WtE contribui com o barateamento da instalação da usina WtE isoladamente, em termos do Custo Nivelado de Energia. A forma de compensação de energia considerada se refere ao modelo de geração compartilhada disposto na Resolução ANEEL n.º 482/2012. Dimensionou-se um sistema de 4,8 MW, contendo 18 painéis em série, 861 em paralelo e 12 inversores de 400 kW cada, e previu se a possibilidade de subdividir a usina completa em 12 sistemas modulares de 400 kW. A geração de energia no primeiro ano de funcionamento é de 9.091 MWh e 756,1 MWh, respectivamente. Considerando-se o custo de 3,35 R$/MWp, estimou-se o investimento inicial em R$ 18.425.000,00, sendo o custo com O&M igual a R$ 184.250,00 por ano e o custo de troca do inversor no ano 13 igual a R$ 3.500.750,00. Para o sistema modular, o desembolso inicial seria de R$ 1.537.650,00, O&M igual a R$ 15.376,50 e para a troca do inversor um custo de R$ 292.154,00. Dessa forma, para a usina completa obteve-se um VPL de R$ 58.983.066,41, Período de Payback descontado de 3 anos e 4 meses, TIR de 33,41% e LCOE igual a 199,17 R$/MWh. A depender do grau de hibridização (com 10%, 25% ou 50% da energia produzida pertencente ao sistema fotovoltaico), o LCOE do sistema híbrido apresentou redução de 3,18%, 7,94% e 15,88%, respectivamente, em relação ao LCOE da usina WtE de 291,9 R$/MWh. Ao se considerar um LCOE máximo da usina WtE de 458,7 R$/MWh, a redução percentual do LCOE do sistema híbrido passa a ser de 5,66%, 14,14% e 28,29%, para os casos de 10%, 25% e 50% da energia produzida pelo sistema fotovoltaico, respectivamente.