Análise técnico-econômica de uma usina fotovoltaica flutuante no Lago Paranoá para redução no gasto com consumo da Universidade de Brasília

Abstract

A capacidade global de geração fotovoltaica instalada cresceu significativamente nos últimos anos, devido à competitividade que esse tipo tecnologia tem adquirido em relação as demais. Apesar de um grande potencial solar, a energia solar no Brasil só começou a crescer após o ano de 2012, com a publicação da REN 482/2012 pela ANEEL, que regulamentou a modalidade de geração distribuída e, por consequência, possibilitou o autoconsumo de energia. Visando a popularização da tecnologia fotovoltaica e a economia gerada por ela, é proposto um sistema fotovoltaico flutuante para gerar energia o suficiente para abater 100% do gasto com consumo da Universidade de Brasília – Campus Darcy Ribeiro. Primeiramente, foi analisado o valor que uma usina deveria gerar para que fosse abatido 100% do gasto com o consumo. Foi determinada que deveria ser gerada uma energia média mensal de 1.982.938 kWh/mês. De posse desse consumo, foi proposto um sistema modular de 501,6 kWp. A ideia é que esse sistema modular pudesse ser implementado aos poucos, sem comprometer um capital muito grande de uma vez. Em seguida, foi analisado o desempenho, utilizando-se a biblioteca PVPMC do MATLAB, de um sistema desses no solo e a energia média mensal apresentada por ele foi de 77.374 kWh/mês. Foi analisado o ganho de um sistema flutuante ao se alterar a temperatura e a perda por sujeira, resultando em uma geração de 81.077 kWh/mês. O ganho do sistema flutuante em relação ao em solo foi de 4,8%. De posse desses valores, foram determinadas as potências das usinas que foram de 13,041 e 12,54 MWp para os casos em solo e flutuante, respectivamente. Como esses valores estão acima do que é permitido pela norma, foram estudados também os mesmos casos mas com uma potência diferente, de 4,8MW. O trabalho também contou com uma análise econômica para comparar e indicar a viabilidade desses dois tipos de usinas. O investimento inicial é de R$47.732.256,00 para a usina no solo e R$52.542.600,00 para a usina flutuante. Os valores foram de R$22.030.272,00 e R$25.220.448,00 para as usinas de menor potência. Como o investimento inicial do caso em água é maior e a receita gerada é basicamente a mesma, os indicadores de viabilidade econômicas foram melhores no caso em solo. Para o caso em solo, foram calculados os valores de TIR - 11,06%, VPL – R$53.935.489,79, tempo de retorno – 6 anos e 5 meses e LCOE R$0,16/kWh. Com a finalidade de realizar uma comparação entre os investimentos, os mesmos indicadores, TIR – 9,25%, VPL – R$49.244.502,45, tempo de retorno – 7 anos e 4 meses e LCOE – R$0,17/kWh foram calculados para a usina flutuante. Para as usinas de 4,8MW, foram obtidos TIR – 12,448% e 10,62%, VPL – 28.383.747,90 e R$ 27.511.347,63, tempo de retorno - 5.917 anos 6.667 anos e LCOE – R$0,14 e R$0,15, para os casos em solo e flutuante. Do resultado da usina flutuante, pode-se chegar a duas conclusões: a usina flutuante é economicamente viável e, apesar disso, a usina em solo é um melhor investimento.