RBS Magazine ED. 33 by RBS Magazine

Vol. 04 - Nº 33 - MAR/ABR 2020

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Nosso objetivo é fortalecer o setor de Geração Distribuída com Fontes Renováveis no Brasil

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QUALIDADE, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO

S O L A R

D O

B R A S I L

ÍNDICE

Análise técnica de otimização de sistemas fotovoltaicos através de seguidor solar

10 Integração de geração

distribuída fotovoltaica em eletropostos

Oversizing e Clipping

O contexto institucional de mudanças na indústria de energia elétrica brasileira

EDIÇÃO

FRG Mídia Brasil Ltda.

CHEFE DE EDIÇÃO

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JORNALISTA RESPONSÁVEL

Curitiba - PR – Brasil www.revistabrasilsolar.com

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DISTRIBUIÇÃO DIRIGIDA

Empresas do setor de energia solar fotovoltaica, geração distribuída e energias renováveis, sustentabilidade, câmaras e federações de comércio e indústria, universidades, assinantes, centros de pesquisas, além de ser distribuído em grande quantidade nas principais feiras e eventos do setor de energia solar, energias renováveis, construção sustentável e meio ambiente.

TIRAGEM: 5.000 exemplares VERSÕES: Impressa / eletrônica

PUBLICAÇÃO: Bimestral CONTATO: +55 (41) 3225.6693 +55 (41) 3222.6661

E-MAIL: contato@grupofrg.com.br COLUNISTAS/COLABORADORES

Fabrício R S. de Sousa, Jessiane M. S. Pereira, Samuel D. Vasconcelos, Valescka R. M. S. Barros, José F.C. Castro, Pedro A. Rosas, Alexander B. Lima, Luiz H. A. Medeiros, João P. de Souza, Desheng Lei, Marina Meyer Falcão, Hamilton Moss, Ruberval Baldini, André L. Schumann, Pablo Dornellas

Os artigos e matérias assinados por colunistas e ou colaboradores, não correspondem a opinião da RBS Magazine - Revista Brasil Solar, sendo de inteira responsabilidade do autor.

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Artigo

Análise técnica de otimização de sistemas fotovoltaicos através de seguidor solar Fabrício Ronier Sabóia de Sousa1, Jessiane Mônica Silva Pereira2

RESUMO Entre as várias formas de geração de energia elétrica as quais são consideradas ecologicamente corretas, se destaca a energia solar fotovoltaica, esta vem crescendo consideravelmente em todo o mundo. Pelo fato do Brasil possuir dimensões continentais e do alto investimento financeiro necessário para a extensão da rede de distribuição elétrica até localidades remotas, ainda existem residências brasileiras onde não há acesso à energia elétrica. Com isso, a energia fotovoltaica surge como uma solução viável, sustentável e limpa para que tal problema seja sanado, tendo em vista a atual busca da sociedade em ser ecologicamente correta, a fim de garantir o usufruto dos recursos naturais pelas futuras gerações. Buscando aperfeiçoar e tornar mais econômica a inserção da energia solar na matriz energética brasileira, este artigo, proveniente de um projeto estudou as tecnologias fotovoltaicas e variáveis pertinentes para avaliar os ganhos energéticos e econômicos obtidos na comparação entre o sistema fotovoltaico convencional (com módulos fixos) e o sistema fotovoltaico dotado de rastreador solar. Bem como, o desenvolvimento do hardware e software de um protótipo com rastreamento solar de eixo vertical, o qual consiste no ajuste da posição da face ativa dos módulos solares de acordo com o deslocamento do sol, buscando sempre deixá-la de forma perpendicular a incidência dos raios solares, onde foi possível ratificar sua aplicabilidade. Os ensaios foram realizados no município de Recife, onde foi obtido um ganho energético de 28,74% quando na utilização de um sistema fotovoltaico dotado de um rastreador solar em comparação ao sistema fotovoltaico convencional (com módulos fixos). PALAVRAS-CHAVE: Rastreamento; Energia solar; Sistemas fotovoltaicos.

Introdução

um sistema de rastreamento solar, o detrimento do uso de sistemas com qual consiste na movimentação dos módulos fixos. Muito se tem escrito e falado so- módulos fotovoltaicos em conformibre sistemas fotovoltaicos. No Brasil dade com o deslocamento do sol. A relevância da contribuição este modelo de geração de energia elépara famílias desprovidas de recursos trica ainda não é tão difundido como Tendo em vista o elevado núme- energéticos foi o principal elemento em países mais desenvolvidos como ro de famílias que habitam em loca- motivador para o seu desenvolvimenna Alemanha, a qual é uma das lideres lidades remotas e que não possuem to. Justificando assim, o esforço emmundiais. acesso à energia elétrica e vislum- preendido neste projeto. brando a redução de investimento na A baixa eficiência dos atuais mo- aquisição de um sistema fotovoltaico, Para isto, foi elaborado um protódelos de sistemas fotovoltaicos tem quando inserido um rastreador solar, tipo e adotado o município de Sabrosido tema de vários estudos e pesqui- este pode ser viável no que concerne eiro no sertão do Ceará, como refesas em todo mundo, os quais buscam à problemática da universalização do diminuir o investimento na aquisi- acesso à energia elétrica, pois segundo rência para os dimensionamentos dos ção de tais sistemas, atrelado com a as concessionárias de energia, a exten- sistemas fotovoltaicos deste projeto. ampliação da escala de produção de são das redes de distribuição até tais Contudo, as medições com o protótienergia elétrica. Para isso, uma das localidades, trará elevado prejuízo de- po foram realizadas no município de soluções encontradas é a inserção de vido ao alto investimento e baixo re- Recife. torno financeiro. MBA em gestão de equipes, Graduado em Engenharia Metodologia Elétrica– Centro Universitário Maurício de Nassau (UNINASSAU) , Recife, Pernambuco, fabricioronier@hotmail. Diante de tais afirmações, nescom. O trabalho consistiu de uma peste trabalho busca-se comprovar o quisa experimental e estudos teóricos, aumento no custo-benefício da utiMestranda em Engenharia da Computação, Especialista em Energias Renováveis, Graduada em Engenharia lização de um sistema fotovoltaico com a elaboração de um protótipo de Elétrica– Universidade de Pernambuco (UPE) , Recife, dotado de um rastreador solar em um rastreador solar, com a finalidade Pernambuco, jmsp@ecomp.poli.br. 1

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de sua implantação em áreas que não possuem acesso à eletricidade. Este foi dividido em cinco etapas: A) Elaboração do protótipo; B) Dimensionamento do sistema fotovoltaico isolado;

Após a coleta dos dados, iniciou-se o desenvolvimento do protótipo (software e hardware), além do dimensionamento do sistema fotovoltaico autônomo com módulos fixos para o suprimento das necessidades básicas de uma residência.

De posse dos valores de corrente e tensão aferidos nos testes com o proC) Medições energéticas com o tótipo, o sistema fotovoltaico isolado foi redimensionado considerando o protótipo; ganho obtido nas medições, assim D) Redimensionamento do siste- se realizou uma análise comparativa entre os dois sistemas, observando a ma fotovoltaico isolado; economia de investimento e o ganho E) Análise e comparação entre os percentual de potência. sistemas. 4 Desenvolvimento do protótipo 1 Área de estudo O local de estudo deste trabalho foi o laboratório de engenharia elétrica do bloco F no Centro Universitário Maurício de Nassau, localizado na Rua Joaquin Nabuco (CEP: 50010480), edificação sem número no bairro das Graças em Recife, Pernambuco.

A elaboração do protótipo realizou-se em duas etapas.

de luz, conforme apresentado na Figura 1. distribuição em tensão secundária, ANEEL 5 Medições energéticas com o protótipo Após a montagem do protótipo, iniciaram-se os ensaios com o objetivo de verificar o possível ganho de um sistema fotovoltaico dotado com rastreamento solar em comparação a um sistema com módulos fixos. Os testes foram realizados na cidade de Recife em um dia parcialmente nublado com temperatura em torno de 29°C, onde foram aferidos, em intervalos de 1 hora, os valores de corrente e tensão entregues pelo módulo ao sistema, no período compreendido entre às cinco horas da manhã e cinco horas da tarde.

A primeira consistiu no desenvolVale ressaltar que independente vimento do hardware, este composto do local das medições, o valor percenpor uma base de sustentação, um eixo tual do ganho de potência não sofrerá vertical, um módulo fotovoltaico, um alterações, ressalvando-se o índice de acoplamento entre o módulo fotovol- irradiação solar média mensal, que taico e o eixo vertical, um eixo hori- para Recife. zontal, uma redução de engrenagens, 2 Coleta de dados um motor de passo e um circuito eléPara o correto posicionamento do A coleta de dados foi realizada trico contendo um Arduino NANO, módulo fotovoltaico, face ativa volatravés de fontes primárias e secundá- um driver (A4899) e quatro sensores tada para o norte, fez-se uso de uma rias, para isso foram utilizados livros, teses, artigos e dentre outras literatuFigura 1. Hardware do protótipo - Fonte: Autores ras que embasaram os estudos, além de medições de corrente e tensão em campo, quando a realização dos testes com o protótipo. Essas medições foram realizadas com multímetro digital True RMS Minipa. Além disso, fez-se o uso de uma bússola digital a fim de coletar o correto posicionamento do protótipo. Também houve a necessidade de coletar dados de insolação mensal média e latitude do município de Saboeiro-CE, pois tal localidade é uma das que possui o maior percentual de habitantes sem acesso à energia elétrica no Brasil, por isso foi utilizada como base para o estudo. 3 Análise dos dados A análise dos dados coletados foi realizada através de estudos estatísticos (utilização de médias aritméticas) e análises comparativas. RBS Magazine

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bússola digital. Quanto ao ângulo de inclinação do painel, como a latitude de Recife é de 08°, esse foi ajustado para 10° por ser a inclinação mínima aceitável, conforme explicado no Tópico 3.2.1.6. Este posicionamento é considerado a posição ótima para SFI com módulos fixos instalados na região do Recife.

gia, onde as aferições foram executa- norte e fixa nessa posição, podem ser observadas na Figura 4. das no intervalo de 1 hora.

Os horários das medições estão As primeiras medições de corrente e tensão de cada amostra foram com um erro de 1 a 2 minutos, pois realizadas com o sistema de rastrea- este foi tempo necessário para reajuste do protótipo na posição ótima de mento ligado. SFI com módulos fixos. O valor da potência foi obtido Por ser irrelevante, esse erro foi através da multiplicação das grandedesprezado nesse trabalho. Os ensaios com o módulo solar zas aferidas nos ensaios. fixo e com rastreamento foram reali8 Comparação entre os sistemas A Figura 3, observam-se os valozados no mesmo dia, evitando assim, res de corrente, tensão e potência para variações de insolação. A comparação entre os dois sisteo sistema com seguidor solar. mas pode se observada na Figura 6. No início das medições, com o Figura 3. Valores aferidos com sistema de rastreamento solar em Recife sistema de rastreamento automático Figura 5. Sobreposição dos gráficos de Fonte: Autores ligado e após estabilização do painel potência em Recife. Fonte: Autores em posição perpendicular à incidência dos raios solares, foram verificados os valores de corrente e tensão entregues pelo módulo à carga. Logo após, desligava-se o seguidor solar, e reajustava-se manualmente o gerador na posição ótima para SFI com módulos fixos, com isso, aferiam-se novamente os valores de corrente e tensão. Este procedimento foi repedido ao longo do ensaio. A fim de evitar que agentes externos, como o excesso de vento e/ou sombreamento do módulo, afetassem a realização dos testes, estes foram realizados em ambiente controlado. Na Figura 2, pode-se observar a realização dos ensaios com o protótipo. Figura 2. Realização dos ensaios em Recife Fonte: Autores

Analisando o gráfico da Figura 5, observase que com a implantação do sistema de rastreamento solar existe um ganho de geração de potência, devido ao fato do painel sempre está perpendicular à incidência dos raios solares, fato este que, no sistema com 7 Sistema com módulo fixo módulos fixos, ocorre somente em As medições realizadas com a um curto intervalo compreendido enface ativa do módulo voltada para o tre às 12:00 e às 13:00. Figura 4. Valores aferidos com sistema com módulos fixos em Recife - Fonte: Autores

Devido a isso, neste período a geração de potência dos sistemas se assemelham bastante. Nos demais horários, nota-se que a geração do sistema com rastreamento é sempre superior à dos módulos fixos. Com o objetivo de quantificar esse ganho na geração de potência, segundo Trevelin (2014), esta avaliação do ganho percentual de potência entre os sistemas dá-se através da Equação abaixo:

Resultados e Discussões 6 Sistema com seguidor solar As medições foram realizadas conforme especificado na metodolo6

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Onde: PMÉDIA1 é a potência média para o sistema com rastreamento solar.

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PMÉDIA2 é a potência média para o sis- taico isolado com rastreamento solar mostrou-se eficiente, obtendo um gatema com módulos fixos nho percentual de geração de energia Como pode ser observado nos de 28,74% Além disso, verificou-se Quadros 11 e 12, a potência média também que a plataforma Arduino gerada pelo SFI com rastreamento possui ótimo desempenho quando e SFI com módulo fixo é de 27,0W e utilizada em sistemas de seguidor so20,97W, respectivamente. Com isto, lar proposto. substituindo-os na Equação 13, enDiante do exposto, verifica-se que contra-se um aumento de geração potência de 28,74% quando na utilização todos os objetivos propostos neste trabalho foram alcançados, permitindo a do seguidor solar. comprovação da eficiência do sistema Além disso, nota-se que a plata- de rastreamento solar. forma arduino obteve excelente perContudo, deixa-se para estudos formace quando utilizado em sistefuturos a inserção do rastreamento mas de rastreamento solar. horizontal no protótipo e a realização Como pode ser observado nas Fi- dos ensaios em escala real, onde haveguras 3, 4 e 5, a potência média gerada rá a necessidade do cálculo dos esforpelo SFI com rastreamento e SFI com ços mecânicos na estrutura. módulo fixo é de 27,0W e 20,97W, Referências respectivamente. Com isto, substiMarina Meyer Falcão tuindo-os na equação do ganho, encontra-se um aumento de geração po- ANEEL. “Resolução Normativa Nº tência de 28,74% quando na utilização 414, de 09 de Setembro de 2010”. 2010. do seguidor solar. Além disso, nota-se que a plataforma arduino obteve excelente performace quando utilizado em sistemas de rastreamento solar. Considerações Finais O desenvolvimento de um protótipo possibilitou a apuração dos resultados obtidos nos ensaios, aferindo corrente e tensão dos dois tipos de sistemas abordados neste trabalho. Além disso, auxiliou no redimensionamento do sistema fotovoltaico dotado de rastreador solar para o suprimento das necessidades básicas de uma residência do município de Sabroeiro-CE. Ao fim o projeto, nota-se que em escala laboratorial, o sistema fotovol-

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ARAMIZU, Juliana. Modelagem e análise de desempenho de um sistema fotovoltaico em operação isolada e em paralelo com uma rede de distribuição de energia elétrica. 2010. 112 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2010. CRESESB (Rio de Janeiro). Energia solar princípios e aplicações. Recife: Cepel, 2006. 28p. Disponível em: <http://www.cresesb. cepel.br/download/tutorial/tutorial_ solar_2006.pdf> . Acesso em: 09 abr. 2017. MARTINS JUNIOR, Wellyngton Moralles. Aplicação de painéis solares fotovoltaicos como fonte geradora complementar de energia elétrica em residências. 2013. 86 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2013. Disponível em:

<http://www.eletrica.ufpr.br/p/arquivostccs/259.pdf>. Acesso em: 23 mar. ARDUINO. Arduino Nano. 2017. 2017. Disponível em: <https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNa- Trevelin, F.C. – Estudo Comparativo Entre Métodos de Rastreamento no>. Acesso em: 22 abr. 2017. Solar Aplicados a Sistemas FotoARAGÃO, Anna Luiza Serafim. ES- voltaicos, Trabalho de Conclusão de TUDOS DE CASO DA VARIABI- Curso da Escola de Engenharia de São LIDADE DA RADIAÇÃO SOLAR Carlos da Universidade de São Paulo(GLOBAL E UV), DETECTADA USP, São Carlos, 2014 EM SOLO, PARA A CIDADE DE NATAL, EM FUNÇÃO DA ATIVI- .VILLALVA, M. G., Gazoli, J. R., DADE SOLAR E ATIVIDADE GE- 2012. Energia Solar Fotovoltaica. OMAGNÉTICA NO PERÍODO DE Conceito e Aplicações. Sistemas Iso2008 A 2012. 2012. 72 f. TCC (Gra- lados e Conectados à Rede, Ed. Érica, duação) - Curso de Geofísica, Uni- São Paulo. versidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012. Disponível em: ZILLES, R., Macêdo, W. N., Ga<http://www.crn2.inpe.br/lavat/pu- lhardo, M. A. B., Oliveira, S. H. blicacoes/radiacao/TCC - Anna Luiza F., 2012. Sistemas Fotovoltaicos Serafim Aragão.pdf>. Acesso em: 29 Conectados à Rede Elétrica, Oficina de Texto. abr. 2017.

Artigo

Integração de geração distribuída fotovoltaica em eletropostos no âmbito do desenvolvimento de soluções tecnológicas para mobilidade elétrica Samuel D. Vasconcelos1; Valescka R. M. S. Barros2; José F.C. Castro3; Pedro A. Rosas3; Alexander B. Lima3; Luiz H. A. Medeiros3

RESUMO As fontes de geração renovável têm consistentemente incrementado sua participação na matriz ener-gética global, demonstrando a relevância da atingir a sustentabilidade energética de longo prazo. No Brasil, a geração distribuída (GD) do tipo fotovoltaica ganhou impulso após a regulamentação do sistema de compensação de energia – SCEE estabelecido pela Resolução Normativa de número 482 da Agência Nacional de Elétrica – ANEEL. Ainda com foco em soluções de sustentabilidade, os avanços em tecnologias de mobilidade elétrica vêm se intensificando nos últimos anos, principal-mente em função dos esforços globais para a redução de emissões de gases de efeito estufa que são emitidos principalmente em centros urbanos pelos veículos com motor a combustão interna (ICE – Intern Combustion Engines). Uma das principais barreiras à inserção de Veículos elétricos no Brasil é a inexistência de uma extensa rede de infraestrutura de recarga rápida. Visando contribuir nesse sentido, este trabalho apresenta um modelo de Eletroposto sustentável, que emprega geração distri-buída fotovoltaica integrada aos sistemas de carregamento. Para a geração de energia foi empregada um sistema fotovoltaico conectado à rede de distribuição de energia (modalidade on-grid). Entre os resultados apresentados no trabalho, propõe-se um modelo de Eletroposto e descreve-se a simulação do dimensionamento da geração fotovoltaica integrada à solução de infraestrutura. Um dos principais objetivos deste trabalho é incentivar a adoção de tecnologias de mobilidade elétrica. PALAVRAS-CHAVE: Eletropostos, Geração Distribuída Fotovoltaica, Mobilidade Elétrica.

1. INTRODUÇÃO

consumidores brasileiros pudessem produzir sua própria energia elétrica De acordo com o Instituto Na- utilizando fontes renováveis ou cogecional de Eficiência Energética (INEE) ração qualificada e ainda ceder o ex[1] Geração Distribuída (GD) é uma cedente para o sistema de distribuiexpressão usada para designar a ge- ção de seu município [2]. ração elétrica realizada junto ou próSegundo a REN 482, caracterixima do(s) consumidor(es) independentemente da tecnologia e do tipo za-se como microgeração distribude fonte de energia. Nesse contexto, ída o sistema que possui até 75 KW o fluxo de energia elétrica pode ser instalado e mini geração distribuída bidirecional, ou seja, a energia pode o sistema que possui entre 75KW tanto vir da concessionária para o e 5MW instalados, ambos os sisteconsumidor quanto do consumidor mas devem estar conectados à rede de distribuição por meio de equipapara a rede da concessionária. mentos compatíveis com a rede da Em dezembro de 2012 entrou em concessionária. Quando a unidade vigor a Resolução Normativa ANEEL consumidora produzir mais energia nº 482/2012 de 17/04/2012 (REN do que consumiu dentro do período 482), que estabelece as condições de medição, esta energia excedente gerais a micro e mini geração distri- transforma-se em créditos que o conbuída no Brasil, possibilitando que os sumidor pode usar em até 60 meses. Esses créditos podem ser utilizados Graduando – samuka456@gmail.com; pela mesma unidade consumidora Mestrando – valesckarmsbarros@gmail.com; que gerou a energia excedente ou Doutor – jose.castro.ufpe@gmail.com; Doutor – pepor outra unidade, desde que esta dro.a.rosas@gmail.com; Doutor – alexlimabhz@gmail. com; Doutor – lhamedeiros@gmail.com; esteja cadastrada pelo mesmo titu-

1. 2. 3.

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lar, esse procedimento é chamado de autoconsumo remoto. Entre as fontes de energia renováveis utilizadas na GD, destaca-se a geração solar fotovoltaica, em razão do declínio de seu custo de implantação em comparação às outras fontes. Em 2026, estimam-se cerca de 770 mil adotantes de sistemas fotovoltaicos sob o regime da REN 482, totalizando 3,3 GWp, suficiente para atender 0,6% do consumo total nacional [3]. Segundo [4], dentre as vantagens com geração distribuída para o consumidor, pode-se citar a qualidade no abastecimento de energia para o consumidor já que o sistema da GD não aceita variações de tensão e/ou frequência assim como a confiabilidade no suprimento aos consumidores próximos à geração local. Já para o setor elétrico, as vantagens contam com redução de custos, já que há a possibilidade de adiar investimentos

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mundo, duas tendências sinalizam para uma drástica mudança no consumo de energia por consumidores finais. A primeira tendência é a transição crescente e significativa de um maior número de veículos à combustão para veículos elétricos. A segunda tendência é o aumento da potência dos sistemas de carregamento motivados, tanto pela necessidade de menor tempo de recarga nos veículos de maior autonomia, quanto pela tranPara o sistema de transmissão e sição de veículos dos segmentos de distribuição, a introdução de fontes transporte de cargas e passageiros de energia pode afetar os níveis de para veículos elétricos [7]. tensão e frequência, níveis de curto Neste trabalho a geração districircuito e a qualidade da energia da buída fotovoltaica é empregada no rede da concessionária [5]. âmbito do desenvolvimento de soA geração distribuída ainda é luções para mobilidade elétrica. Em muito dependente das distribuidoras relação à organização dos conteúdos, locais, pois as normas vigentes ain- neste tópico foi apresentada uma reda não são suficientes para padroni- visitação aos aspectos relacionados zar esse tipo de instalação. Além das a geração distribuída de forma geral, condições de instalação, variam tam- na seção II são apresentados os prinbém os valores pagos para utilização cipais componentes do Eletroposto, na seção III são apresentados os redo sistema. sultados obtidos na simulação de diA geração distribuída é uma ex- mensionamento da usina de geração celente alternativa para atender a fotovoltaica. demanda mundial por energia elétriO objetivo geral do trabalho é ca e diminuir o impacto econômico e ambiental causado pela geração propor um modelo de Eletroposto tradicional. Entretanto, todos esses para carregamento de veículos elétriaspectos políticos, econômicos e so- cos no qual parte da geração é proveniente de uma usina fotovoltaica. A cioambientais devem ser também, solução projetada pode ser subdividiComparados com os aspectos da em estação de carregamento, sistécnicos, visto que a energia elétrica tema de armazenamento de energia deve ser entregue aos seus consumi- e sistema de captação de energia sodores finais na forma mais confiável e lar, como descrito no próximo tópico. estável possível e isso só é alcançado, 2. INFRAESTRUTURA DE CARREessencialmente, com planejamento, melhoramentos técnicos e proce- GAMENTO PARA VEÍCULOS ELÉTRIdimentos de rede criados de forma COS - ELETROPOSTO COM GERAÇÃO DISTRIBUÍDA E SISTEMA DE ARMAuniforme, exata e segura. [6] ZENAMENTO O futuro da geração distribuída Em termos de componentes elédepende de análises, em diferentes cenários, que busquem viabilizar a tricos, os Eletropostos podem ser inserção da GD visando minimizar os constituídos de banco de baterias impactos desse sistema na rede elé- estacionarias e de sistemas fotovoltrica. No cenário atual a Resolução taicos conectado à rede (usualmenNormativa ANEEL nº 482/2012 está te operando no modo de conexão passando por sua terceira revisão. on grid). O emprego de sistemas de Nesse sentido, é indispensável que armazenamento tem como objetisejam levantados os reais benefícios vo evitar possíveis impactos elétrie desafios e quais os impactos ao cos na rede em função da operação de carregamento rápido, como, por consumidor final. exemplo, queda de tensão no ponto No contexto de inserção de Ve- de conexão do posto [8] e distúrbios ículos Elétricos (VEs) no Brasil e no associados à qualidade da energia em subestações de transformação e em capacidade adicional para transmissão, além do potencial de reduzir perdas nas linhas de transmissão e distribuição. No entanto, existem alguns obstáculos para a implementação da GD, pode-se mencionar, por exemplo, o elevado custo de implantação, que fica a cargo do consumidor e a seu elevado tempo de amortização devido ao custo do sistema.

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[9]. Por meio do conjunto composto por gerador fotovoltaico, baterias e inversor de frequência (que podem possuir módulos para controle de tensão e fluxo da rede naquele ponto) é possível evitar os problemas descritos anteriormente. Uma vantagem adicional do emprego da geração distribuída é a potencial redução das perdas nos condutores, pois a carga elétrica (veículo em processo de recarga) estará próxima da fonte. Há também potenciais benefícios sistêmicos, em função da possibilidade de economizar em investimentos nos sistemas de distribuição de energia (redução dos custos gerenciáveis no fornecimento energia [10]). Na Figura 1 é apresentada a arquitetura de um Eletroposto com carregadores em corrente alternada. O barramento principal possibilita gerenciar o fluxo de energia entre os carregadores de bateria, fontes de geração renovável e a rede. Complementarmente, essa arquitetura possibilita o uso de estratégias como V2G (Vehicle to Grid), em que a bateria do VE pode ser utilizada como uma fonte despachável para a rede. Há ainda a possibilidade de reduzir o impacto na rede através do desacoplamento da carga da rede CA. Nessa última função, os sistemas de armazenamento de energia (ESS – Energy Storage Systems) funcionariam como um buffer entre a rede e os VEs em carregamento. Os sistemas de armazenamento de energia exercem um papel fundamental não somente para os sistemas de carregamento de VEs mas também na potencialização de vários benefícios das redes inteligentes como, por exemplo, o melhor aproveitamento da energia gerada por fontes renováveis de característica intermitente. Neste cenário,

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namento, possibilitando obter uma dinâmica de resposta energia/potência mais robusta.

os sistemas de armazenamento de energia podem vir a ser o elo entre as redes inteligentes, fontes de geração de energia renováveis, como solar e eólica, e as estações de carregamento de VEs ultrarrápidas, contribuindo na redução da demanda, aumento da qualidade de energia e viabilização de tempos reduzidos de recarga [7]. Nos tópicos a seguir são apresentados os aspectos relevantes relacionados à especificação e seleção dos componentes de um Eletroposto convencional com GD e ESS, como os padrões de carregamento e o dimensionamento da usina fotovoltaica. A figura 2 ilustra a estrutura física e os principais elementos/componentes de um Eletroposto. 2.1 Padrões de Carregamento Um dos pontos a ser especificado em um Eletroposto é a definição dos padrões de carregamento que serão disponibilizados para os usuários.

Na Tabela 1 são apresentados os padrões de recarga mais utilizados pela indústria de mobilidade elétrica pelos principais fabricantes de VEs. No projeto do Eletroposto proposto neste trabalho será empregado inicialmente os padrões de carregamento do Tipo 2, CHAdeMO e CCS. 14

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A estação de recarga é projetada para permitir o carregamento mais de um veículo de forma simultânea. Com a adição de um sistema de armazenamento, a potência máxima utilizada (demanda da rede) será de 93 kW para uma estação operando no modo de recarga rápida. Mais detalhes sobre o dimensionamento serão disponibilizados em desenvolvimentos posteriores deste trabalho.

Dependendo da configuração do sistema de conexão, da arquitetura de comunicação e das estratégias no sistema de controle da planta, por meio do módulo de baterias seria possível operar de forma isolada (off grid), ou auxiliar a rede de distribuição em caso de contingencias (interrupção do fornecimento / falha). No Eletroposto deste trabalho foi especificado um sistema de armazenamento de 50 kW com 43 kWh de capacidade de armazenamento de energia. Mais detalhes sobre o dimensionamento serão disponibilizados em desenvolvimentos posteriores deste trabalho.

2.3 Sistemas de Geração de Ener2.2 Sistemas de armazenamento gia de Baixa Emissão de Carbono

O modelo de Eletroposto idealA especificação do sistema de armazenamento pode impactar signifi- mente utiliza geração renovável e de cativamente na viabilidade da opera- baixa emissão. Ao contrário de países cuja matriz energética é majoritariação comercial do projeto. mente termelétrica, no Brasil, em Em termos gerais, o armazena- função da matriz predominantemenmento de energia para cargas com te hídrica (e renovável) [13], os benerequisitos de alta potência pode ser fícios ambientais da eletrificação dos viabilizado tecnicamente emprega- transportes ocorre de forma intensido baterias eletroquímicas e/ou su- ficada. percapacitores (também conhecidos O emprego de geração local cocomo ultracapacitores). opera no sentido de proporcionar As baterias eletroquímicas com benefícios sistêmicos para a rede eletrodos que empregam lítio em sua elétrica, adicionalmente aos benefícomposição apresentam como algu- cios socioambientais associados às mas vantagens em relação às demais fontes renováveis. Nesse sentido, no tecnologias, como uma elevada ca- modelo de Eletroposto utilizado nespacidade de carga/descarga, elevado te trabalho foi empregada geração ciclo de vida útil e elevada densidade fotovoltaica local (conexão interna). de energia e potência. Entretanto, O dimensionamento da usina fotoapresentam custos também eleva- voltaica será apresentado no tópico dos. Uma alternativa é empregar ba- a seguir. terias de chumbo-carbono. 3. DIMENSIONAMENTO DA GEOs ultracapacitores usualmente RAÇÃO FOTOVOLTAICA E SIMULAsão dotados de elevada densidade de ÇÃO DE OPERAÇÃO INTEGRADA potência, por outro lado apresentam Uma das principais caracterísbaixa densidade de energia. Desta forma, usualmente não são empre- ticas do sistema fotovoltaico que gados de forma isolada, mas em con- deve ser cuidadosamente avaliada junto com algum elemento adicional é a potência fornecida pelo sistema. com capacidade de fornecimento de A potência de um painel fotovoltaienergia. Assim, no modelo/projeto co pode ser estimada em função da de Eletroposto padrão/ideal pro- quantidade de horas de sol e de fapõe-se um sistema com composição tores de redução, como apresentado dessas duas tecnologias de armazena eq. (1):

Artigo

Onde Pm (Wp) é potência do painel fotovoltaico, Li (Wh/dia) é a quantidade de energia consumida diariamente no mês i, HSPi(h/dia) é o número de horas de sol pleno no plano do painel fotovoltaico no mês i; Redl(%) é um fator de redução (derating) da potência dos módulos fotovoltaicos, em relação ao seu valor nominal, englobando os efeitos de: i) um eventual acumulo de sujeira na superfície ao longo do tempo de uso; ii) degradação física permanente ao longo do tempo; iii) tolerância de fabricação para menos, em relação ao valor nominal; iv) perdas devido à temperatura. A este fator Red1 atribui-se por default o valor de 0,75, para módulos fotovoltaicos de cSi. Por fim, Red2 (%) é um segundo fator de redução da potência devido a perdas no sistema, incluindo fiação, controlador, diodos etc. A este valor recomenda-se como default o valor de 0,9. A corrente no painel fotovoltaico pode ser obtida em função da potência e da tensão de operação do sistema, conforme a eq. 2:

Onde Im(Acc) é a corrente no painel fotovoltaico, Pm(Wp) é a potência do painel e Vsist(Vcc) é a tensão nominal do sistema (que, dependendo da

Em termos de produção anual, o de inversão e na string de painéis). A sistema fotovoltaico produz uma po- potência disponibilizada e as perdas variam ao longo do ano em função de tência média dada pela eq. 3: diversos fatores, entre eles o próprio Onde PFV (Wp) é Potência de pico movimento translacional da terra em do sistema de geração distribuída fo- torno sol que se reflete em diferentes quantidades de incidência de irradiação solar ao longo do ano. O desempenho mensal do conjunto de placas fotovoltaicas é apresentado na Figutovoltaica, E (Wh/dia) é o consumo ra 4 por meio do índice PR - Taxa de diário médio anual da edificação ou Desempenho (Performance Ratio). A fração deste, HSPMA(h) é a média diá- usina projetada tem como desemperia anual das HSP incidente no plano nho médio anual o valor igual a 0,807 do painel FV e TD (adimensional) é a ou 80,7 %. Desta forma, pode-se ponTaxa de desempenho (Performance derar que o lugar pode ser considerado adequado/bom para a instalação Ratio). desse sistema. O parâmetro PR pode A especificação da usina foto- sofrer alterações principalmente em voltaica e a simulação da produção função do o surgimento de sombreenergética dos módulos/painéis inte- amentos no horizonte, mudança da grados ao inversor de frequência foi inclinação do sistema ou do ângulo realizada com auxílio do pacote de do Azimute. software PVsyst versão 6.8.4 [14]. Na tabela 4 são apresentados O sistema fotovoltaico foi posi- dados referentes ao comportamento cionado com localização no municí- da incidência solar, para as diferentes pio de Petrolina em Pernambuco. O componentes de irradiação. O períoplano de inclinação do coletor sendo que apresenta maiores valores de do de valor igual a 15º, o ângulo de incidência irradiação global e difusa azimute será considerado zero para a do sol corresponde ao mês de outusituação apresentada. Optou-se por um modelo de módulo fotovoltaico do tipo CS6K-270P AG da marca Canadian Solar Inc, formando uma string série contendo 13 módulos. O efeito de sombreamento no horizonte foi desconsiderado nas simulações. A potência nominal requerida foi 3,5 kWp como sugerido em [12] com área útil de 21,4m2. O modelo escolhido de inverso de frequência foi o do fabricante Fronius International IG Plus 35 V1, com potência nominal total equivalente à dos módulos fotovoltaicos.

Na tabela 2 são apresentadas as perdas consideradas na simulação. Um fator de relativo impacto no modelo de simulação é a incidência de irradiação solar sobre a placa que varia ao longo do dia. Para a representação da variação do ângulo de incidência utiliza-se um fator multiplicador, em função da potência que incide sobre a placa, apresentado na Tabela 3. Na Figura 3 é possível observar o perfil topologia de Eletroposto empregada, de produção de energia dos painéis pode ser igual à tensão nominal do fotovoltaicos discretizados por mês, bem como as perdas (no subsistema banco de baterias). 16

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bro. Entretanto o período de maior produção de energia solar ocorre no mês de setembro (como é possível observar na Figura 2), pois neste mês ocorre o maior valor de incidência sobre o plano do coletor que impacta

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giões com baixa inserção desse tipo de tecnologia. Na proposta deste trabalho, a geração distribuição integra o Eletroposto para carreamento de 4. CONCLUSÕES veículos elétricos. Com o uso de plaNeste trabalho foram revisitados cas fotovoltaicas é possível assegura os pontos associados ao emprego de alguma participação de uma fonte geração distribuída fotovoltaica para renovável na produção da energia requerida pelo empreendimento de recarga veicular. Desta forma, diminui-se a necessidade de produção da energia proveniente de combustíveis fósseis, contribuindo para um futuro sustentável para as próximas gerações. mais significativamente na produção de energia dos painéis.

REFERÊNCIAS [1] Instituto Nacional De Eficiência Energética. Disponível em: <http:// www.inee.org.br/forum_ger_distrib. asp>. Acesso em: 28 de outubro de 2019

potencializar os benefícios socioambientais e econômicos da eletrificação dos transportes. Foi apresentado um modelo de Eletroposto, seus principais subsistemas e sub-componentes, entre eles o subsistema de armazenamento energia. Foi realizado o dimensionamento de um sistema fotovoltaico com localização referencial em Petrolina, de forma a auxiliar no incentivo à difusão dos sistemas de geração distribuída, principalmente em re-

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Conclusão de Curso, Rio de Janeiro: UFRJ/Escola Politécnica, 2017. [7] Sbordone, D. et al. "EV fast charging stations and energy storage technologies: A real implementation in the smart micro grid paradigm. Electric Power Systems Research", [s. l.], v. 120, p. 96–108, 2015. [8] Ricardo Torquato, Wendell W. Teixeira, José C. G. Andrade, Diogo S. Correa, Fernanda C. T. Arioli,“Modelo Probabilístico para Análise dos Impactos da Recarga de Veículos Elétricos em Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica”, Publicação em Congresso Científico. [9] Vitor T. Arioli, Felipe O. Ramos, Gláucio R. T. Hax, Daniel R. Pinto, Raul F. Beck, Ricardo Torquato e Wendell W. Teixeira,”Análise do Impacto na Qualidade de Energia Elétrica durante a Recarga e Descarga da Bateria de Veículos Elétricos”, Publicação em Congresso Científico.

[2] ANEEL, Página de informações técnicas sobre geração distribuída, disponível em: <http://www.aneel. gov.br/informacoestecnicas/geracaodistribuida-introduc> Acesso em: [10] R. Thomas Beach Patrick G. McGuire, Evaluating the Benefits and 28 de outubro de 2019 Costs of Net Energy Metering in Cali[3] Eficiência Energética e Geração fornia, Crossborder Energy, 2013. Distribuída. disponível em: < http:// www.epe.gov.br/sites-pt/publicaco- [11] Veneri, O. et al. Charging infrases-dados abertos/publicacoes/Publi- tructures for EV: Overview of techcacoesArquivos/publicacao40/topi- nologies and issues. Electrical Sysco75/Cap9_Texto.pdf > Acesso em: tems for Aircraft, Railway and Ship Propulsion, ESARS, [s. l.], p. 0–5, 28 de outubro de 2019 2012. [4] Barbosa Filho, W. P.; Azevedo, A. C. S. Geração distribuída: vantagens [12] Daniel G. Makohin et al. “Sistee desvantagens. In: Simpósio de estu- ma de Recarga Rápida com Armados e pesquisas em ciências ambien- zenamento Híbrido-Estacionário de tais na Amazônia, 2.,2013, Belém, Energia para Abastecimento de Veículos Elétricos no Conceito de Redes Pará. Inteligente”, Publicação em Congres[5] Driemeier, Luiz Henrique. Gera- so Científico. ção Distribuída. 2009. 46f. Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade [13] ANEEL – Matriz de Energia ElétriFederal do Rio Grande do Sul, Porto ca. [Online]. Disponível em: < https:// www2.aneel.gov.br/aplicacoes/caAlegre,2009. pacidadebrasil/OperacaoCapacida[6] Naruto, Denise Tieko. Vantagens deBrasil.cfm>. Acesso em 10/2019. e Desvantagens da Geração Distribuída e Estudo de Caso de um Siste- [14] PVsyst. Disponível em: htma Solar Fotovoltaico Conectado à tps://www.pvsyst.com/. Acesso em Rede Elétrica. 2017. 5f. Trabalho de 10/2019.

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OVERSIZING E CLIPPING:

Você está dimensionando da maneira correta seu sistema fotovoltaico?

João Paulo de Souza

objetivo deste artigo é desmistificar e explicar o real objetivo e potencial do oversizing, ou seja, suas vantagens, desvantagens e limitações. Ao invés de estabelecer de forma empírica uma potência adicional de módulos sobre a potência nominal do inversor, você verá porque é necessário avaliar a melhor relação CC-CA de acordo com cada projeto.

configurações ideais são diferentes [1]. O que é Oversizing?

A palavra oversizing vem do inglês e significa sobredimensionamento. Também é possível encontrar na literatura outros termos para designar o oversizing, como: overpaneling, overloading ou overbuild. No contexto de inversores para sistemas Ao otimizar, e geralmente, au- fotovoltaicos trata-se do sobredimentando a relação CC-CA (potência mensionamento da relação CC-CA de pico do arranjo fotovoltaico em da potência de pico do arranjo fotoSTC sobre a potência nominal dos in- voltaico sobre a potência nominal do versores), os locais de produção de inversor. energia solar podem aumentar sua Enquanto a maioria dos inversoeficácia técnica/econômica e obter um melhor Custo Nivelado de Ener- res pode lidar com o oversizing, para gia (LCOE) ou a Taxa Interna de Re- os inversores tradicionais existem limites importantes para que isso postorno (IRR) [1]. sa ser feito. Por exemplo, a tensão Uma das principais dificuldades CC do arranjo fotovoltaico não deve dos projetistas é encontrar a rela- exceder a tensão máxima de entrada ção CC-CA economicamente ideal, do inversor. Além disso, a corrente considerando todos os parâmetros máxima de curto-circuito do arranjo técnicos e econômicos de um proje- FV não deve exceder a corrente máto fotovoltaico, bem como as carac- xima de entrada do inversor. terísticas técnicas ou restrições dos O dimensionamento da relação inversores. De fato, para cada local, devido às especificidades do site, as CC-CA é um dos parâmetros mais im20

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portantes a serem definidos e tem que ser feito em um estágio inicial do projeto considerando todos os parâmetros do site, respeitando todas as limitações técnicas dos componentes elétricos para otimizar o balanço entre custos e receitas [1]. O que é Clipping? O aumento da relação CC-CA expõe os inversores a uma maior potência de entrada CC e corrente de curto-circuito do arranjo FV, consequentemente, ao aumento das horas em carga total. No entanto, quando a potência de entrada CC se torna maior que a potência CA de saída possível do inversor, isso leva a uma limitação de potência de saída. Esse efeito limitador de potência (clipping) nos inversores ocorre com maior probabilidade e durante períodos mais longos quanto maior for a relação CC-CA, conforme Figura 1 [1]. Desde que a energia adicional obtida através do oversizing (área azul) seja maior que a energia perdida como consequência do clipping (área vermelha), teremos uma relação CC-CA favorável.

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Além disso, é importante verificar que o clipping pode ocorrer apenas em alguns dias do mês e em alguns meses do ano. Por exemplo, pode haver clipping apenas em alguns dias de alguns meses do verão. Isto pode ser verificado através de simulações, como a da Figura 2, a seguir: Figura 1 – Comparação entre duas relações CC-CA em dois dias diferentes (com diferentes níveis de irradiância, por exemplo), dia sem limitação de potência e dia com limitação de potência.

O inversor tem que dissipar energia e esquenta quando ocorre o clipping? Em resposta a essa condição de clipping, um inversor normalmente ajusta a tensão CC para reduzir a energia CC. Portanto, quando ocorre o clipping não existe dissipação de energia. Isto ocorre porque durante a limitação de energia, o inversor controla a energia de entrada proveniente do arranjo FV deslocando o ponto de operação do arranjo para um ponto de operação de maior tensão e menor corrente ao longo da curva I-V do arranjo, divergindo do ponto de máxima potência do arranjo [2], conforme Figura.

Figura 2 – Simulação de um sistema FV em Fortaleza-CE com 125% de oversizing e clipping em apenas 4 meses do ano.

A Figura 4 a seguir apresenta um exemplo prático de um sistema fotovoltaico onde a curva de potência foi cortada em aproximadamente 3,4 kW. Esse corte é um indicativo de que está ocorrendo o clipping. Como os inversores funcionam com oversizing? Desta forma, para um inversor com potência máxima de saída (PA) conectado à um arranjo fotovolC,max taico com potência STC (PDC,STC), este inversor está sobredimensionado se:

Figura 3 – Curvas I-V de arranjos fotovoltaicos e pontos de operação de arranjos típicos e sobredimensionados.

Como o sobredimensionamento CC/CA é definido como a relação entre a potência STC do arranjo e a potência CA do inversor, temos: DC/AC oversizing (%) = PDC,STC . 100% PAC,max Portanto, é por isso que a máxima potência de saída CA do inversor (PA) é a sua potência nominal, conC,max forme especificações no datasheet do inversor.

Figura 4 – Exemplo de saturação (clipping) de um inversor tradicional de string.

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Os inversores fotovoltaicos são projetados de forma que a potência de saída não exceda os valores de po-

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tência CA máxima. Em muitos casos, sobredimensionar o inversor, ou seja, ter mais potência CC do que a potência CA do inversor, pode aumentar a geração de energia em condições de pouca luz, permitindo a instalação de um inversor menor para um determinado arranjo ou, alternativamente, a instalação de mais potência CC para um determinado inversor. No entanto, o sobredimensionamento excessivo do inversor, fora dos requisitos técnicos estabelecidos pelo fabricante, pode ter um impacto negativo na energia total produzida e na vida útil do inversor. Por outro lado, o sistema de resfriamento de um inversor FV deve ser corretamente projetado, porque os inversores estarão operando com maior frequência acima da tensão do ponto de máxima potência e seu sistema segurança interno pode forçar o sistema a desligar se forem atingidas temperaturas críticas. Tal comportamento protege os componentes internos contra danos. Temperaturas elevadas podem surgir quando a ventilação forçada falha, por exemplo, mau funcionamento do ventilador, obstrução do filtro ou como resultado de temperaturas ambiente altas. O oversizing e os módulos fotovoltaicos Os módulos fotovoltaicos não trabalham constantemente na sua potência nominal de saída. A potência de saída do módulo é afetada pelo clima, a posição do sol durante o dia e/ou estações diferentes, as condições do local e a orientação do arranjo FV, etc. Além disso, a potência de saída do módulo diminuirá devido à sujeira e sombreamento. Em áreas de altas perdas por sujeira (mineração, pedreira, etc.) com perdas anuais médias maiores que 4% a 6%, recomenda-se também ter um cuidado com o oversizing. O risco é obter um oversizing e clipping no inversor maior do que o esperado, principalmente após a limpeza dos módulos fotovoltaicos ou após chuvas intensas. Adicionalmente, a potência de saída dos módulos fotovoltaicos diminui com o tempo devido à de24

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gradação natural dos mesmos, enquanto a classificação de potência do inversor permanecerá constante. Isso reduzirá progressivamente a relação CC/CA. Como resultado, as perdas médias por clipping ao longo dos 25 anos de garantia dos módulos serão menores do que as perdas do primeiro ano. Lembrando que normalmente a garantia de produção de energia dos módulos FV cobrem uma perda de produção de até 20% do valor nominal do módulo ao longo de 25 anos.

infraestruturas internas e equipamentos especializados. Isto permite projetar uma planta otimizada, a fim de alcançar a melhor IRR e LCOE maximizando os resultados financeiros. Oversizing de alguns inversores

Os fabricantes de inversores, em suas especificações, permitem uma taxa CC-CA bastante alta, às vezes até 175%. A SolarEdge, por exemplo, permite um oversizing de até 135% (Figura 5). Já para os seus inversores monofásicos da linha HD-Wave, é permitido o oversizing de até 155%. Por que usar o oversizing? O oversizing dos inversores SolarEdA principal razão para sobredi- ge não irá prejudicar os otimizadomensionar um inversor é levá-lo à res de potência ou os inversores. A sua capacidade total com mais fre- manutenção deste limite garantirá quência. Isso maximizará a saída de a vida útil do inversor e é necessária energia em condições de baixa lu- para manter o inversor coberto pela minosidade, permitindo a instalação sua garantia [3]. de um inversor menor para um deNo entanto, isto não significa que terminado arranjo fotovoltaico (ou, alternativamente, instalação de mais utilizar estes percentuais de oversienergia CC para um determinado in- zing sejam uma recomendação de versor). Sobredimensionar o inversor oversizing ótimo. Em muitos casos, normalmente não é um requisito, no você pode projetar com um oversientanto, um projetista FV experiente zing menor para garantir que o inverpode optar por sobredimensionar o sor não apresente clipping, ou limitar inversor para maximizar a produção o clipping em um valor ótimo, considerando a degradação dos módulos e de energia, considerando: outros fatores. 1. Potência real do módulo foO oversizing máximo permitido tovoltaico vs. potência nominal do é um parâmetro que varia de invermódulo; sor para inversor, portanto, antes de instalar mais potência CC do que a 2. Questões financeiras. potência CA do inversor é necessário Aumentar a relação CC-CA faz consultar o datasheet do equipamensentido economicamente em termos to. Por exemplo, a Figura 6 a seguir de equilíbrio de economia de compo- apresenta um trecho de uma folha de dados de um inversor fotovoltaico nentes do sistema. cuja potência nominal de saída é de Restringir o tamanho do siste- 28.600W. Este inversor possui dois ma CA ou aumentar o lado CC ajuda MPPT’s, ou seja, duas entradas. Cada a melhorar os custos por kWh gera- entrada suporta uma potência mádo associado a inversores, cabines, xima de 16.000W, então, é possível

Figura 5 – Datasheet de um inversor SolarEdge. Destaque para as potências de entrada e saída evidenciando seu oversizing limitado à 135%.

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Figura 6 – Trecho de um datasheet de um inversor fotovoltaico. Destaque para os parâmetros de entrada.

instalar no máximo 32.000W de potência nominal de módulos. Isto quer dizer que, para o inversor da Figura 6, o percentual de oversizing máximo permitido é de 111,88%. Se neste inversor de 28.600 W fosse instalado, por exemplo, 120% de potência nominal de módulos (34.320 W), este oversizing seria prejudicial ao inversor. Consequentemente, a vida útil do inversor seria reduzida ou o inversor sofreria algum dano e o mesmo não estaria coberto pela sua garantia. Sempre que converso sobre oversizing e clipping para a categoria MLPE indico assistir o vídeo abaixo. Nele são apresentados os conceitos e o que ocorre em cada tecnologia (inversor tradicional de string, microinversores e otimizadores de potência).

Já no exemplo da Figura 8 a seguir, temos o resultado de uma simulação para o mesmo sistema, agora instalado sobre um telhado de duas águas, com metade dos módulos instalados em cada água, ou seja, com orientação leste/oeste. A inclinação de cada água permanece em 15 graus e com dados meteorológicos de Fortaleza/CE. Podemos ver que, ao aumentar o tamanho do arranjo FV de 26,4 kWp para 35,64 kWp (com uma capacidade de inversor de 26,4 kWp), a produção de energia cresce de 43,36 MWh/ano para 58,68 MWh/ ano (35,33%). Na mesma faixa, as perdas por clipping aumentam de 0% para 0,34%.

Figura 7 – Produção de energia e perdas por clipping. Sistema orientado para o Norte.

Neste caso, observamos que, para o mesmo sistema instalado agora com orientação leste/ oeste o percentual de ganho de energia é maior que no caso anterior. Com o adicional de que a perda de energia por clipping agora é de apenas 0,34%.

Além de mostrar como os microinversores começam a produzir energia mais cedo, pois eles começam a operar a uma tensão mais baixa do que os inversores de string (cerca de 22V em vez de 250V), iniAinda assim, ciando sua operação no início da madevemos levar nhã e trabalhando até mais tarde, em consideração consequentemente, aumentando a Figura 8 – Produção de energia e perdas por clipping. Sistema com orientação Leste/Oeste. que, se for posprodução de energia ao longo do dia. sível escolher a orientação da insTambém é mostrado como aumentalação, mesmo com maiores perta-se o ganho de energia através do oversizing, mesmo quando existe o kWp para 35,64 kWp (com uma ca- das por clipping, o maior potencial clipping. pacidade de inversor de 26,4 kWp), a de geração está no caso da Figura produção de energia cresce de 45,62 6 (telhado norte). Contudo, se não Colocando os conceitos em prá- MWh/ano para 60,69 MWh/ano for possível escolher a orientação e tica (33,03%). Na mesma faixa, as perdas cairmos no caso da Figura 7 (telhado por clipping aumentam de 0% para leste/oeste), podemos observar que existe a possibilidade de usar um No exemplo da Figura 7 a seguir, 1,35%. oversizing ainda maior, caso o invertemos o resultado de uma simulação para um sistema orientado para o Neste caso, observamos que, sor assim permitisse. Isto nos levaNorte, inclinação de 15 graus e com apesar de haver uma perda por cli- ria a elevar o potencial de geração dados meteorológicos de Fortaleza/ pping de 1,35% da energia gerada no do sistema fotovoltaico sem custos CE. Podemos ver que, ao aumentar lado CC, é possível estimar um ganho adicionais com inversores, insumos, dentre outros. o tamanho do arranjo FV de 26,4 de produção de 33,03%. 26

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Conclusões Estas duas simulações mostram que o oversizing é uma ferramenta de projeto poderosa, desde que usada de acordo com os requisitos técnicos do projeto. No caso de uma relação CC-CA otimizada, mesmo que perdas maiores devido ao clipping de energia tenham que ser aceitas, especialmente durante os primeiros anos de operação do sistema FV, elas são amplamente compensadas durante toda a vida útil. De fato, uma alta relação CC-CA permite manter uma produção de energia mais alta, enquanto a potência dos módulos fotovoltaicos se degrada com o tempo. Além disso, o sistema produz mais energia no início da manhã, final da tarde e durante outros períodos de baixos ou médios níveis de irradiação solar (vide Figura 1). Em contrapartida, o sobredimensionamento excessivo pode afetar negativamente a produção de energia do inversor. Um clipping exces-

sivo resulta em perda de energia. Sobredimensionar excessivamente o inversor também faz com que o inversor opere em alta potência por períodos mais longos, afetando sua vida útil. Operar em alta potência também aumenta o aquecimento do inversor e pode aquecer o ambiente. Os inversores reduzirão sua geração de energia máxima em caso de superaquecimento. Essa redução de geração tem um termo específico, chamado “power de-rating”, o qual será tratado em artigos futuros.

Este artigo, embora longo, está longe de esgotar o assunto e muito ainda pode ser discutido em detalhes e com maior profundidade, principalmente os aspectos financeiros e restrições técnicas. Contudo, esperamos que seja uma fonte de consulta para desmistificar alguns conceitos sobre oversizing e clipping em sistemas fotovoltaicos. Referências

[1] R. Mounetou, I. Bejar Alcantara, A. Incalza, J.P. Justiniano, P. Loiseau, G. Piguet, A. Sabene, “Oversizing ArA boa notícia é que os inversores ray-To-Inverter (DC-AC) Ratio: What têm arquiteturas de gerenciamento Are the Criteria and How to Defitérmico para controlar as tempera- ne the Optimum?”, 29th EU PVSEC turas internas e proteger o inversor 2014, 22 - 26 September 2014, Amsdurante períodos prolongados de terdam. funcionamento a plena carga. Essas medidas também atuam para ajudar [2] J. Fiorelli, M. Zuercher-Martina preservar a vida útil dos compo- son, “Supersize It - How oversizing nentes sensíveis à temperatura. Os your array-to-inverter ratio can inversores detectam temperaturas improve solar-power system perforde componentes críticos e possuem mance”, Solar Power World, pp. 42pontos de ajuste programados que 46, 2013. controlam a velocidade do ventilador e a limitação de energia como meio [3] SolarEdge, “Technical Note - Overde regular a temperatura interna do sizing of SolarEdge Inverters”, July, equipamento [2]. 2016.

Mini-currículo: João Paulo de Souza - Responsável técnico da Ecori Energia Solar, especialista em sistemas fotovoltaicos com tecnologia MLPE. Possui mestrado em Engenharia Eletrônica e Computação pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, graduação em Engenharia Elétrica Industrial e curso técnico-profissionalizante em Eletrotécnica Industrial pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão IFMA. Membro do Comitê Técnico Brasileiro de Sistemas de Conversão Fotovoltaicas de Energia Solar ABNT/CB-003. Engenheiro de sistemas aeroespaciais na Binacional Alcântara Cyclone Space (ACS). Foi pesquisador colaborador no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). Trabalhou na montagem do Laboratório de Identificação, Navegação, Controle e Simulação (LINCS) no IAE.

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Entrevista

A RBS Magazine traz uma entrevista exclusiva com Desheng Lei. Diretor de Vendas na América do Sul da Solis Solis: O inversor de 5ª geração chegou ao Brasil RBS MAGAZINE - Você poderia apresentar a marca Solis? DESHENG LEI - A Solis (Ginlong Technology, código na bolsa de valores: 300763.SZ) é um fabricante de inversores solares com longa história. A Solis foi criada em 2005, e é classificada como uma das cinco melhores marcas solares do mundo pela pesquisa da GTM em 2017. Em 2019, a Solis se tornou uma empresa pública na China. Somos a única empresa pública no mundo cujo principal negócio é o inversor solar. A capacidade atual de fabricação é de 5 GW anuais, enquanto compramos outra fábrica em 2019. Nossa nova capacidade após 2020 será de 15 GW por ano. RBS MAGAZINE - O que você acha do mercado brasileiro? Acreditamos que existe grande potencial no negócio de energia solar no Brasil porque: 1) A luz do sol é muito forte no Brasil e 2) A eletricidade é muito cara. Estamos muito felizes em ver que o governo lançou algumas boas políticas para o mercado solar no Brasil. Os bancos também têm alguns planos de suporte aos clientes. Com esses esforços, o Brasil se tornou a área de crescimento mais rápido do mercado solar no mundo. Mas no mercado brasileiro atual existem muitos fornecedores, e os consumidores não sabem em que marca podem confiar. Um projeto solar dura mais de 20 anos, neste caso, escolher uma marca forte (qualidade estável) é muito importante. RBS MAGAZINE - Em comparação a outros fabricantes, quais são as maiores vantagens da Solis? 30

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1) Boa qualidade e reputação. A Solis tem uma reputação muito boa em qualidade nos últimos 14 anos e tem muitos clientes famosos no mundo. A Solis é a primeira fabricante a passar no teste de confiabilidade do inversor na DNV-GL nos EUA. Nosso inversor foi utilizado na Torre Eiffel na França. 2) Flexibilidade. No Brasil, o sistema de rede é muito complicado, neste caso, precisamos ter soluções diferentes para diferentes consumidores. Atualmente, podemos oferecer mais de 30 modelos de inversores no Brasil, com potência entre 1kW a 250kW. Com tensão de 127V, 220V, 380V, e 600V, os clientes podem escolher o melhor inversor de que precisam. Para os instaladores, eles precisam de formas flexíveis de instalar os painéis solares, o que signi-

fica que precisam de mais MPPTs do inversor. Nossos novos inversores, como os monofásicos 7kW, 8kW, 9kW e 10kW, têm 3 MPPTs, portanto, para uma casa pequena, podem ser instalados mais painéis solares e gerar mais energia. Nosso novo inversor de 75kW possui 9 MPPTs, e os instaladores podem fazer o projeto com mais facilidade. 3) Suporte local. A Solis possui uma equipe de suporte técnico e comercial local. Nesse caso, tudo pode ser feito no Brasil. Nós podemos oferecer treinamento local e serviço pós-venda.

Entrevista

5) O firmware pode ser atualizado remotamente. 6) Pode ser integrado a um DPS e a um interruptor CC. 7) Os inversores de 5ª geração são mais leves e fáceis de instalar. 8) Para 125kW e 250kW, podem ser integrado à caixaSolis, o cliente economizará nos custos com cabos e string box.

4) Bancabilidade. Em 2019, a Solis foi classificada entre as três principais marcas asiáticas no Relatório Solar 2019 da Modular & Bankability Inverter 2019 da BloombergNEF. Enquanto isso, a Solis é uma empresa pública. Nos últimos 14 anos, vimos muitas marcas desaparecerem em alguns mercados e muitas deixaram os negócios de energia solar. Um projeto solar tem mais de 20 anos de vida, neste caso, escolher uma marca confiável é importante no Brasil. RBS MAGAZINE - Vimos que a Solis possui um inversor de 5ª geração, qual será a diferença? Esta é uma pergunta muito boa. O inversor pertence a equipamentos microeletrônicos, é como um telefone celular. Assim, para os fabricantes, estamos sempre encontrando novas tec-

nologias para alcançar maior eficiência e menor custo para nossos clientes. Os inversores de 5ª geração, são novos produtos com a versão mais recente de componentes como MPPT, IGBT e SiC. Eles têm alguns outros benefíRBS MAGAZINE - Quais são seus placios: nos para 2020? 1) Maior eficiência, de até 99%. Gostaríamos de agradecer aos nossos 2) Permitem maior corrente de en- clientes no Brasil. Em 2020, faremos trada, especialmente para os painéis mais treinamentos e apresentações no Brasil, nosso objetivo é nos tornar solares de alta eficiência. uma das melhores marcas de inverso3) Para o sistema de monitoramen- res solares no Brasil. Também gostaria to, o inversor de 5ª geração pode de agradecer à FRG grupo por me ofeinspecionar a qualidade do projeto recer esta oportunidade de apresentar nossa marca. Ouvi algumas novas redigitalizando as curvas I-V. gulamentações no Brasil no mercado 4) Para a relação CC/CA, eles per- solar, espero que o mercado possa mitem sobrecarga de 1,5, nesse caso, crescer continuamente e trazer mais a saída pode ser mais suave para a confiança para os investidores internacionais. rede.

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O CONTEXTO INSTITUCIONAL DE MUDANÇAS NA INDÚSTRIA DE ENERGIA ELÉTRICA BRASILEIRA Marina Meyer Falcão

o Brasil, como na maioria dos países, a geração, a transmissão e a distribuição de energia elétrica eram consideradas um serviço público desenvolvido em um regime de monopólio natural, operado por concessionárias atuando em regiões que lhes eram outorgadas. O exame da história recente do setor elétrico brasileiro mostra que essa indústria passou de um modelo privado deficiente a um modelo estatal híbrido, em função das restrições político ideológicas e de um quadro institucional e normativo inconsistente, nascido a partir da década de 1960. Na formulação desse modelo, ocorreram dois movimentos distintos: um descentralizado, via os governos estaduais e suas concessionárias; e outro centralizado, via o Governo Federal e suas empresas (Greiner, 1994, p. 177). Os diferentes graus de desenvolvimento do país influenciaram a organização e a topologia do setor elétrico. Assim, diferentemente do Sul, Sudeste e Centro-Oeste, no sistema interligado Norte-Nordeste, as empresas federais se desenvolveram como monopólios regionais de geração e transmissão. As concessionárias estaduais se limitaram ao papel de distribuição de energia, não atuando nos outros segmentos da cadeia produtiva da indústria de energia elétrica, como aconteceu em São Paulo, Minas Gerais, Paraná e Rio Grande do Sul (Ribeiro Filho, 1997, p. 16). Neste contexto, na década de 1980 e até a primeira metade da 32

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década de 1990, antes do início do e privadas, pequenas cooperativas de processo de reestruturação, o setor eletrificação rural e auto geradores. elétrico era formado por (Coopers & Dessa maneira, iniciada em 1995, Lybrand, 1997, p. 9): a atual reforma no setor elétrico bra• empresas de distribuição: sileiro vem buscando substituir o ancerca de 31 empresas eram respon- tigo sistema fundado no conceito de sáveis pela distribuição e comerciali- monopólio natural, por um sistema zação de energia elétrica sob conces- de livre formação de preços e dessão de serviço público atuando em verticalizado. Os principais aspectos da nova estrutura institucional foram diversos estados brasileiros; estabelecidos no Projeto de Reestru• empresas verticalmente inte- turação do Setor Elétrico Brasileiro gradas: eram cinco empresas estadu- (Projeto RE-SEB), cujo início se deu ais com atividades de geração, trans- em 1996, quando o Governo Federal missão e distribuição de energia em contratou uma equipe de consultores suas áreas de atuação, tais como a internacionais, liderados pela empreCompanhia Energética de Minas Ge- sa inglesa Coopers & Lybrand, para, rais (CEMIG), a Companhia Energéti- juntamente com cerca de 250 técnica do Paraná (COPEL), a Companhia cos brasileiros, estudar e propor uma Estadual de Energia Elétrica (CEEE), a nova estrutura a ser adotada (Figura Companhia Energética do Estado de 1). Os objetivos básicos do referido São Paulo (CESP) e as Centrais Elétri- Projeto foram a introdução da competição nos segmentos de produção cas de Goiás (CELG); e comercialização, a montagem de • subsidiárias regionais de ge- um eficiente esquema de regulação ração e transmissão controladas pela para os serviços de transmissão e disholding Centrais Elétricas Brasilei- tribuição e ao mesmo tempo a criaras (ELETROBRÁS): tais como Furnas ção de um ambiente negocial transCentrais Elétricas (FURNAS) atuando parente, que fornecesse sinais claros no Sudeste e parte do Centro-Oes- e regras com bases econômicas para te; Centrais Elétricas do Sul do Brasil a atuação dos agentes, bem como a (ELETROSUL) atuando no Sul; Com- concretização de novos investimenpanhia Hidro Elétrica do São Francis- tos na expansão do sistema elétrico. co (CHESF) atuando no Nordeste e Uma outra grande mudança reCentrais Elétricas do Norte do Brasil feriu-se ao programa de privatização, (ELETRONORTE) atuando no Norte e regulamentado por meio do Decreto parte do Centro-Oeste; nº. 1.503, de 25/05/1995, no qual o • empresa binacional Brasil – Governo Federal incluiu as empreParaguai, ITAIPÚ: responsável pela sas controladas pela ELETROBRÁS, usina hidroelétrica de mesmo nome; CHESF, FURNAS, ELETRONORTE, ELETROSUL, Serviços de Eletricidade • empresas: empresa de menor S.A. (LIGHT) e Espírito Santo Centrais porte, como concessionárias públicas Elétricas S.A. (ESCELSA) no Programa

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Uma reforma mal concebida, que processe a separação das três atividades (geração, transmissão e distribuição) sem que sejam organizadas regras claras e operativas... e distribuição, de modo a permitir a abertura da rede de transporte de energia para que os geradores independentes tenham acesso aos consumidores finais, pagando uma tarifa de transporte mais justa. Na etapa final, o mercado elétrico é estruturado nos moldes da estratégia radical, criando-se barreiras institucionais à O Governo Federal também es- reverticalização das empresas elétritimulou a venda das distribuidoras cas. estaduais, criando o Programa de À primeira vista, a estratégia raEstímulo às Privatizações Estaduais, disponibilizando aos Governos Es- dical parece mais atrativa, ensejando taduais a antecipação de recursos a imediata introdução da concorrênoriundos do Banco Nacional de De- cia plena na geração e na prestação senvolvimento Econômico e Social dos serviços elétricos. Contudo, ela (BNDES), que deveriam retornar ao traz embutido o risco de significativas banco depois da venda das empresas perdas econômicas, se não forem es(Pires, 1999, p. 146). Como resulta- tabelecidos mecanismos adequados do desses estímulos, até 2001, cerca de coordenação da operação e, prinde 70% do mercado de distribuição cipalmente, da expansão, sobretudo foi transferido para a iniciativa priva- quando se trata de sistemas elétricos de países ainda não devidamente da. maduros. Ou seja, em sistemas eléComo antes observado, esse fe- tricos nos quais o consumo cresce nômeno de mudança no setor elétri- muito lentamente e a infraestrutura co vem se verificando mundialmente, de transporte cobre todo o território, estimando-se que cerca de 70 países oferecendo acesso tantos a consumiestejam correntemente passando dores urbanos como rurais (Oliveira, por algum tipo de reforma. No Bra- 1997). sil, esse movimento pode ser definiUma reforma mal concebida, que do como o de um modelo em transição. Nesse particular, Oliveira (1997) processe a separação das três ativiidentifica dois tipos de estratégia nos dades (geração, transmissão e districasos estudados em todo o mundo: buição) sem que sejam organizadas um radical e outro gradualista, como regras claras e operativas, de modo é o caso da reforma americana e, em a que se formule contratos de longo certa medida, a chilena e a dos paí- prazo entre geradores e consumidoses asiáticos. Já a forma radical pode res, pode elevar despropositadamenser encontrada na Inglaterra e na Ar- te os riscos dos investidores privados, gentina. Nesta última, as empresas afastando potenciais fontes de finanexistentes foram desintegradas (ho- ciamento dos planos de expansão serizontal e verticalmente), tendo sido torial. criado um mercado spot, onde todos Respeitadas as condições de esos geradores são obrigados a ofertar sua energia e capacidade produtiva. paço e temática deste artigo, mereNa estratégia gradualista, em um ce referência a necessidade de mais primeiro momento, as empresas são estudo em profundidade do caso do constrangidas a comprar energia de Brasil em relação à opção escolhida geradores independentes, com ofer- pelo Governo Federal nesse procesta de preços inferiores ao seu custo so de reforma. Dadas as dimensões de expansão. Mais adiante, as con- continentais do país, fica bem visível cessionárias são obrigadas a promo- a dificuldade de se implementar uma ver a desintegração contábil de suas organização industrial para o setor atividades de geração, transmissão elétrico que seja uniforme. Nacional de Desestatização (PND). As privatizações foram iniciadas com a venda da distribuidora ESCELSA, em 1995, e, um ano depois, da LIGHT. Em 1998 ocorreu a privatização da GERASUL, que correspondia aos ativos de geração resultantes da cisão da ELETROSUL.

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Enquanto o mercado interconectado da região Sul-Sudeste/Centro-Oeste pode ser considerado relativamente maduro, possibilitando oportunidades de se introduzir fortes pressões competitivas em prazo relativamente curto, o mesmo não se pode dizer dos mercados isolados da Amazônia, onde o consumo segue crescendo rapidamente, mantendo-se significativas as economias de escala e de escopo. Em situação intermediária encontra-se o mercado interconectado Norte-Nordeste, onde a geração está concentrada em poucas centrais e com um mercado bastante esparso e distribuído em uma vasta extensão, exigindo uma grande rede de transmissão de energia. Segundo Greenwood e Hinings (1996), a mudança pode ser revolucionária ou evolucionária, podendo ser ambas definidas pela escala e pelo ritmo da ruptura e do ajuste. Enquanto a mudança evolucionária ocorre lentamente e gradualmente, a mudança revolucionária acontece rapidamente e afeta virtualmente todas as partes do objeto considerado simultaneamente, precipitando a adaptação a ser promovida. Assim não é tão difícil distinguir cada uma delas, embora possam sofrer alterações nesse percurso. E a incidência de mudanças radicais varia de setor para setor institucional por causa da diferença de estruturas, especialmente naquelas em que há alto grau de integração e insulamento. Como afirmam Clemens e Cook (1999), as instituições são estáveis até que alguma força exógena ao sistema institucional venha a abalar suas estruturas, desmantelando os arranjos pré-existentes. Por outro lado, contradições internas também contribuem para a mutabilidade, provocando a transformação onde haja abertura para movimentos eruptivos. As mudanças revolucionárias, como é o caso do setor elétrico, são sempre desinstitucionalizadoras porque visam à introdução de novas ideologias e comportamentos em um determinado sistema social e econômico. Por isso, tornam-se tão traumáticas e dolorosas!! (Pereira e Fonseca, 1997, p. 150).

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Por exemplo, uma das considerações oriundas desse novo contexto deixa implícito que os agentes econômicos deverão adotar mecanismos cada vez mais competitivos e estruturas mais ajustadas com a ambiência institucional de mudanças tecnológicas, de novas regras, de convivência com parceiros, caso queiram explorar novas oportunidades de negócios e atender aos desafios energéticos nacionais. Já a total institucionalização da estrutura depende dos efeitos conjuntos de uma baixa resistência de grupos de oposição e de promoção e de um apoio continuado de grupos de defensores (Tolbert e Zucker, 1999, p. 210). Por isso, neste contexto de grandes mudanças institucionais no setor elétrico brasileiro, exige-se demasiadamente um estudo de seus mecanismos de produção e reprodução, admitindo-se o pressuposto de que: está em formação um novo ambiente técnico e institucional na indústria de energia elétrica, sem que tenha se estabelecido concretamente como deve ser a atuação dos agentes deste segmento econômico. Não se sabe também se este realmente é o fim do legado do modelo pré-existente. Assim, procurou-se delimitar a experiência anterior vivida em um contexto histórico-institucional sabidamente diferente do que está surgindo, colocando-a em confronto com as bases desse novo modelo do setor elétrico. Com isso, o que está acontecendo entre o que se convencionou chamar de desinstitucionalização e de reinstitucionalização, cujo vazio pode ser visualizado no que se denominou de momento crítico, constituído pela emergência de desafios, de oportunidades e de incertezas que cercam essa configuração de caráter abrangente, foi justamente o surgimento de instituições, os conflitos de interesse, as formas institucionais em ascensão (incrivelmente diversificadas), bem como a obtenção de resultados diferentes daqueles que foram pensados, cujo impacto ainda não foram devidamente avaliados. Mediante esta análise, de fato, ainda não está claro quão efetiva36

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mente a reforma do setor elétrico é capaz de desmitificar todo um passado construído em bases desenvolvimentistas, bem como se ela responderá aos compromissos para com o futuro energético do Brasil e como reagirão as instituições às mudanças atuais e projetadas. A utilidade do modelo do momento crítico pode ser reconhecida por sua contribuição heurística, sobretudo quando se precisar lidar com contextos e conjunturas de grandes mudanças institucionais, constituindo grande fonte de aprendizado acerca do que aconteceu, do que hoje se desenvolve, assim como do que pode vir a ocorrer nos próximos anos.

COLLIER, Ruth, COLLIER, David. Shaping the political arena: Critical junctures, the labor movement, and regime dynamics in Latin America. Princeton, Princeton University Press, 1991. COOPERS & LYBRAND. Etapa VII – Projeto de Reestruturação do Setor Elétrico Brasileiro. Relatório Consolidado. Volume II: Relatório Principal. SEN /Eletrobrás. Brasília, 1997. EVANS, Peter. “O Estado como problema e solução”. Lua Nova. Revista de Cultura e Política, n. 28/29, p. 107156, 1993.

__________. “The State as problem O que será essencial para este and solution: predation, embedded processo não temos a menor dúvida: autonomy, and structural change”. será a construção de novas institui- In: HAGGARD, Stephan, KAUFMAN, ções moldadas por uma história que Robert R. The Politics of Economic reserva ainda muitas surpresas e in- Adjustment: International Consquietações. Por fim, deve-se chamar traints, Distributive Conflicts, and a atenção para o potencial inquisitivo The State. Princeton, Princeton Unie explicativo do modelo do momen- versity Press, p. 139-181, 1992. to crítico, dada a sua alta propensão para absorver variáveis políticas e FRIEDLAND, Roger e ALFORD, Robert institucionais, considerando-se que a R. “Bringing society back in: symbols, natureza insulada e técnica com que practices and institutional contrao setor elétrico sempre foi encarado dictions”. ”. In POWELL, Walter W. e nem sempre permitiu discutir inte- DiMAGGIO, Paul J. DiMaggio (Eds.). resses em conflito e a lógica de sua The new institutionalism in organizaconstrução, que necessariamente tional analysis. Chicago, The Universidevesse ser realizada de forma cole- ty of Chicago Press, 1991. tiva e mais democrática. GREENWOOD, Royston e HININGS, C. Por isso um GRITO ecoa de nossa R. “Understanding radical organizagarganta: Façamos diferente dessa tional change: bringing together the vez, vamos discutir com lógica, sensa- old and the new institutionalism”. tez e dados reais todas as transições Academy of Management Review, energéticas pela qual passa o Brasil, 21(4):1022-1047, 1996. em especial a grande polêmica da GERAÇÃO DISTRIBUÍDA DE ENERGIA! GREGÓRIO, Tomé A. O custo de uma concessão e a privatização no setor BIBLIOGRAFIA elétrico Brasileiro. Dissertação de Mestrado em Engenharia de ProduBERGER, Peter L., LUCKMAN, Tho- ção, Universidade Federal de Santa mas. A construção social da realida- Catarina, 2000. de. Tratado de sociologia do conhecimento. Petrópolis, Vozes, 1978. GREINER, Peter. Bases para um modelo auto-regulador para o setor eléBRESSER PEREIRA, Luiz Carlos. Crise trico brasileiro. Escola de Administraeconômica e reforma do Estado no ção de Empresas de São Paulo. Tese Brasil. São Paulo, Editora 34, 1996. de Doutorado em Administração Contábil e Financeira, Fundação GeCLEMENS, Elisabeth S. e COOK, James túlio Vargas, 1994. M. “Politics and institutionalism: explaining durability and change”. An- HUNT, Sally e SHUTTLEWORTH, nual Review of Sociology, 25, p. 441- Grahan. Competition and choice in 466, 1999.

Artigo

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Marina Meyer Falcão Marina Meyer Falcão é Diretora Jurídica da ABGD (Associação Brasileira de Geração Distribuída) e Diretora da Marina Meyer Advocacia Empresarial, advogada especialista em Direito de Energia. Membro representante do Estado de Minas Gerais na missão Energias Renováveis na Alemanha (Baviera) em junho de 2018 e representante de Minas Gerais nos Estados Unidos em 2016, CoAutora de 3 Livros em Direito de Energia, com MBA em Direito Empresarial pela Fundação Getúlio Vargas. Pós-graduada em Gestão Ambiental pelo Instituto de Educação Tecnológica - IETEC. Graduada pela Universidade FUMEC. Membro da Comissão de Energia da OAB-MG; Membro da Câmara de Energia da FIEMG; Ex-Superintendente de Política Energética do Estado de Minas Gerais (2009 a 2014); Ex-Conselheira do Conselho de Política Ambiental – COPAM do Estado de Minas Gerais (2009 a 2014); Ex-Secretária Executiva do Comitê Mineiro de Petróleo e Gás.

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A inclusão do GD Fotovoltaica para os consumidores de energia elétrica nas cidades de pequeno e médio porte no Brasil Hamilton Moss – Universidade de Vassouras, Ruberval Baldini – CEO BR Solar Presidente ABEAMA

I – Introdução Fruto de uma combinação de aprendizado na realização de projetos ao longo dos últimos anos, por diversas instituições e empresas, maturidade da tecnologia e diminuição significativa de preços, combinadas com um quadro de aumento de preços da energia convencional, regulamentação adequada e um excelente potencial solar em quase todo o território nacional, a energia solar fotovoltaica passa por um momento muito especial. Projetos se multiplicam, diversas empresas lançam-se no mercado para disputar um mercado de consumidores cada vez mais ávidos por diminuir as altas contas de energia elétrica. O sucesso do uso da tecnologia fotovoltaica em nosso país, por tantos anos esperado, parece ter chegado e de forma sustentável. Mas algumas variáveis podem desacelerar esta trajetória se cuidados não forem tomados. Este artigo chama a atenção para os desafios para manter ou mesmo aumentar esta trajetória de sucesso, em particular no mercado sensível das cidades de pequeno e médio portes. II – O Perfil dos Consumidores das cidades de pequeno e médio porte O que estamos classificando aqui como cidades de pequeno e médio porte que podem ser consideradas com um bom potencial de mercado para geração FV, são cidades com população entre 25 a 150 mil habitantes, com uma renda média mensal da ordem de uns 5000 reais, ha38

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bitantes preferencialmente vivendo em casas e com poucos edifícios na cidade. Estas cidades localizam-se num raio de até 200 km de grandes centros, conectados a elas por rodovias. O consumidor destas cidades tem disponibilidade financeira para investir em um sistema fotovoltaico entre 2kW e 3kW de potência nominal, desde que seja devidamente informado das vantagens do uso deste sistema, da economia que este tipo de geração pode lhe proporcionar e confie em que o profissional que fará o projeto e instalação seja capacitado para cumprir o que promete.

e gerando mais de 130 mil empregos no setor, somando um total de R$4,8 bilhões de investimentos, segundo dados da ANEEL/ABSOLAR em janeiro de 2020. As previsões de tendência de crescimento para os investimentos no setor de energia solar fotovoltaica em 2020, deve ultrapassar em 60% a soma dos investimentos acumulados desde 2012 , proporcionando uma expectativa de mais 120 mil empregos nesse ano.

Os números desse impressionante mercado têm incentivado muitos Estas cidades tem também, em empresários de outros setores a mugeral, um percentual grande da popu- darem seus negócios para participar lação vivendo em casas e não em pré- de um mercado efervescente, ludios de apartamentos, o que facilita a crativo e bastante competitivo, que instalação dos sistemas. Formação de prolifera por todos os estados brasipessoal qualificado e disponibilida- leiros. Apesar das regiões Sudeste e de de financiamento adequado são Sul, onde se concentram os maiores essenciais para que estas vantagens mercados de tecnologia, estados do comparativas para o uso da energia Nordeste, Centro Oeste e Norte, tais fotovoltaica sejam uma realidade. como, como Bahia, Ceará, PernamInstituições de ensino, associações buco, RN, Piauí, Mato Grosso, Goiás profissionais, empresas e instituições e Maranhão têm se destacado no financeiras devem estar atentas para número de instalações totais no país, as oportunidades de negócios que se que ultrapassaram 170 mil unidades registradas pela ANEEL em 2019. abrem nestas cidades. Esse crescimento tem sido significatiIII – Os números do crescimento vo para o setor especialmente em um da energia solar fotovoltaica no Bra- momento de recuperação econômica que afeta todos os consumidores de sil energia elétrica no país. A partir 2012 com o surgimento Apesar desse vertiginoso crescida Resolução Normativa RE ANEEL 482 , marco regulatório inicial da GD mento, ainda estamos longe do po- Geração Distribuída no país, o cres- tencial de geração da fonte solar no cimento das instalações de geração Brasil e das previsões do Governo fotovoltaica tem aumentado expo- Federal, que projeta uma meta para nencialmente, tanto na GD como na atingir 8% da Matriz Elétrica BrasileiGC geração centralizada, ultrapas- ra, até 2027, com a geração fotovolsando 4,5 GW de potência instalada taica.

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O Governo de Minas Gerais, atuando com políticas agressivas de fomento aos empreendimentos de energia solar fotovoltaica GD, lidera os estados que promovem a Geração fotovoltaica, com 394,3 MW instalados , ficando para Uberlândia o primeiro lugar entre os municípios com24,4 MW instalados, deixando a cidade do Rio de Janeiro com 23,7 MW, em segundo lugar, seguidos de Cuiabá e Brasília , ambos com 22,4 MW cabendo a Fortaleza o quinto lugar com 20,7 MW de um total de 2.054,8 MW de Micro e Mini Geração Distribuída. IV – Características de um sistema fotovoltaico típico para cidades de pequeno e médio porte As demandas de energia elétrica residencial em cidades de pequeno e médio porte se diferenciam das cidades maiores pelo perfil dos seus habitantes que residem em casas com áreas de telhados livres de sombras de prédios como em cidades maiores. 40

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Podemos caracterizar uma faixa de sistemas fotovoltaicos residenciais de micro geração entre 3 a 20 Kw de potência instalada como ilustrado nas fotos 1 e 2 e de 20 a 75 kw para comércios e pequenas indústrias como as da foto 3. V – Perfil do profissional para implementação dos sistemas fotovoltaicos Formação básica e experiência em instalações elétricas, conhecimentos de edificações, para poder avaliar a segurança das estruturas onde serão instalados os painéis, e formação específica em instalações fotovoltaicas, incluindo aí dimensionamento das instalações, custos e conhecimento da legislação e dos requisitos das concessionárias no caso de sistemas conectados à rede elétrica, constituem o perfil do profissional que deverá ser encarregado de implementar as instalações. É necessário lembrar que este profissional deve ser capaz de explicar ao cliente as características dos sistemas, suas

vantagens e limitações, pois tratando-se de uma tecnologia desconhecida para a grande maioria dos usuários, falhas nestas explicações podem ocasionar decepção com a tecnologia. Já existem empresas e instituições de ensino preocupadas com esta qualificação, mas é necessário que esta rede de treinamento se expanda para acompanhar o ritmo de crescimento. Parceria com instituições de ensino respeitadas em nível regional é um caminho desejável para que instituições de âmbito nacional ou mesmo internacional possam ampliar sua rede de qualificação de forma segura e com credibilidade. Além das instituições de ensino, associações locais de construtores e governos municipais podem ser importantes parceiros na garantia de qualidade dos instaladores. Deve-se chamar a atenção aqui sobre uma vantagem adicional da geração local de energia. Cada sistema fotovoltaico instalado representa a manutenção no local de recursos que, de outra forma, sairiam do município para pagamento de energia gerada fora do município. VI – Considerações Finais O potencial solar brasileiro, tantas vezes apontado como sendo um importante recurso natural subutilizado no Brasil, parece ter encontrado finalmente um momento de expansão sustentável em nosso país. Garantindo que os sistemas possam ser instalados de forma adequada, que financiamento seja provido ao consumidor e que não ocorram mudanças abruptas na regulamentação, o sucesso atual deve consolidar-se e o ritmo de crescimento tem tendência de acelerar. Instituições experientes e respeitadas em nível nacional devem associar-se a instituições locais de forma que o crescimento possa dar-se de forma a consistente e com crescente confiança na tecnologia.

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Entrevista

A RBS Magazine traz uma entrevista exclusiva com André L. Schumann presidente do Grupo Schumann

cutivos. Recebeu o prêmio TOP OF MIND nos anos de 2013 e 2014. Foi agraciado com inúmeros prêmios de destaque em vendas e atendimento junto as Associações Comerciais e Empresariais e Câmaras de Dirigentes Atualmente com sede em Chape- e Lojistas. Em 2019 recebeu o Prêmio có (SC) mantém mais de 80 unidades Impar como destaque no grande oesde varejo, além do e-commerce, com te catarinense na condição de marca abrangência nacional. Em meados de mais lembrada e preferida pelos con2019, a Schumann comprou a rede sumidores. gaúcha Multisom. Juntas, Schumann e Multisom somam 153 lojas em mais RBS MAGAZINE - Fale-nos um pouco de 100 cidades nos três estados do Sul sobre a Nexen. Quantos anos de mercado, fundadores? e sustentam 1600 empregos diretos. O presidente do Grupo Schumann, André Leonardo Schumann, fundou a empresa Schumann Móveis e Eletrodomésticos em 1997, no município de Seara (SC).

Fundada em 2018, a Nexen é uma empresa que está aqui para transformar energias: as nossas e as que abastecem nossas casas. Queremos um mundo no qual a produção de eletricidade seja prática, acessível e sustentável. Acima de tudo, a Nexen é um movimento do André Schumann concluiu cur- qual todos podem participar. Acrediso de Processos Gerenciais pela Uni- tamos em positividade, leveza e vonversidade Norte do Paraná, tem pós- tade de ir pra frente. Por isso, cami-graduação em Administração pela nhamos juntos para que todos possam Universidade Federal de Santa Cata- conquistar sua autonomia. rina e concluiu dois cursos MBA em Marketing, um pela Fundação Getúlio A Nexen é uma empresa do grupo Vargas e outro pela Universidade de Schumann que atua no ramo de varejo no sul do Brasil. A Nexen surgiu do Blumenau – FURB. compromisso do grupo com sustentaA trajetória da Schumann é re- bilidade, redução de custos e preocupleta de premiações e distinções. O pação com o meio ambiente. O projepresidente foi eleito o primeiro em- to Nexen começou em 2015 com duas presário do ano em Seara 2011/2012. consultorias estudando O mercado Schumann é a marca mais lembrada brasileiro. Em 2019 começamos nossa e preferida no extremo oeste de San- atividade atendendo de imediato inta Catarina por quatro anos conse- tegradores de todo o Brasil. A Nexen

O Grupo Schumann é constituído das empresas SCH Gestão de Imóveis, SchumannLog Transportes, SCH Participações, Nexen Energias Renováveis, Greenforest Indústria de Processamento de Madeira e Contaí.

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"Queremos um mundo no qual a produção de eletricidade seja prática, acessível e sustentável" André L. Schumann

Entrevista

Queremos um mundo no qual a produção de eletricidade seja prática, acessível e sustentável

"Estão programadas várias ações pelo Brasil. A primeira delas será o patrocínio de cinco fóruns GD, e outros workshops sobre energia solar pelo Brasil" André L. Schumann

nasce para colocar a disposição produtos com qualidade, com uma equipe de suporte técnico pré e pós-venda especializada. Um grande diferencial nosso, é a logística rápida para todo o Brasil.

clusivo parceiro A SUNGROW e, na linha de módulos, temos a BYD. Na linha de estruturas trabalhamos com modelo nacional e um modelo importado E confeccionado exclusivamente para a Nexen.

RBS MAGAZINE - Qual a expectativa da empresa para 2020?

RBS MAGAZINE - Fale sobre as principais novidades e lançamentos da Nexen para 2020.

Nosso plano de crescimento já para 2020 É vendermos 100 Megawatts. Atualmente, contamos com dois CENTROS DE DISTRIBUIÇÃO: um em SANTA CATARINA e outro no RIO GRANDE DO SUL. Abriremos outro em SP, para poder atender todo o sudeste de maneira mais rápida e eficaz. Lançamos o nosso site com DUAS plataformas. A primeira (B2C), onde o usuário pode entender mais de energia solar, simular o melhor kit e efetuar sua compra. A segunda (B2B), plataforma especializada para nossos integradores, estes, após se cadastrarem, terão acesso à compra de geradores e também a possibilidade de comprar itens avulsos ou montar o seu próprio gerador personalizado. Também terão acesso ao rastreamento do faturamento e da entrega dos produtos.

Nosso principal lançamento É o Site E PORTAL exclusivo para integradores. Forneceremos toda linha de inversores da Sungrow com estoques à pronta entrega. Faremos o lançamento da marca em várias mídias no mês de março, começamos já com patrocínio no Campeonato Gaúcho de Futebol. Estão programadas várias ações pelo Brasil. A primeira delas será o patrocínio de cinco fóruns GD, e outros workshops sobre energia solar pelo Brasil. RBS MAGAZINE - Aponte os principais diferenciais oferecidos pela Nexen ao setor FV no Brasil.

Como surgimos de um grupo de varejo forte e sólido, com mais de 20 anos de existência, temos uma estrutura administrava muito ágil e forte. Em RBS MAGAZINE - Quem são os prin- razão de atuarmos em todo o Brasil cipais parceiros da empresa no forneci- com venda por e-commerce, nossa logística é muito ágil e eficiente. Possuímento dos equipamentos? mos um sólido suporte financeiro que Tivemos muitas rodadas de negócios nos possibilita assistência técnica e de e validações técnicas até encontrar- engenharia sempre atualizada, além mos os parceiros IDEAIS. Na linha de oferecer uma opção financeira para de inversores temos como nosso ex- nossos integradores.

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Entrevista

A RBS Magazine traz uma entrevista exclusiva com Pablo Dornellas diretor regional da ABGD RJ

RBS MAGAZINE - Fale um pouco so- sos e recuaram aguardando uma mebre a SOLFORTES, tempo de mercado, lhor segurança jurídica e regulatória, neste momento com o recente posietc? cionamento do presidente da repúPABLO DORNELLAS - A SOLFOR- blica aparentemente o mercado está TES desde o ano de 2006 tornou-se recuperando a confiança. referência no mercado tecnológico devido a sua eficiência e eficácia em RBS MAGAZINE - Fale um pouco soproporcionar aos clientes soluções bre sua função de diretor regional da avançadas, melhorias na qualidade de ABGD no RJ vida e segurança para empresas e residências. Desde então, acompanhando Estamos trabalhando firmemena evolução das tecnologias começa- te com todas as bases institucionais, mos a ajudar nossos clientes a se jun- políticas e autoridades, para apoiar o tar a um movimento pela preservação nosso projeto de lei, também estamos de nosso planeta através de uma pos- desenvolvendo um PL em GT com o tura de eficiência energética e com a Sr Hans e representantes locais deredução de sua conta de energia ge- senvolvendo um texto para inclusão rando economia e satisfação total de na PL (GD SOCIAL), onde nosso obnossos clientes. jetivo e a inclusão de moradores que atualmente estão de forma irregular RBS MAGAZINE - Qual a atual situa- no setor elétrico causando um grande ção da GD no estado do Rio de Janeiro prejuízo e custos incalculáveis, trazendo ele para o GD SOCIAL, utilizando e qual sua perspectiva para 2020? verbas de PEE das concessionárias. O mercado em 2019 deu um grande salto de crescimento, porém sofremos Nosso objetivo também é fomentar um impacto quando o órgão regula- o mercado no RJ, para trazer centros dor (ANEEL) se posicionou em rela- de distribuição e empresas fabricantes ção a REV482 em outubro de 2019, para o nosso Estado, pois sabemos do onde muitos clientes ficaram temero- potencial e da localização estratégica

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da nossa região. RBS MAGAZINE - Quem são os principais parceiros e fornecedores da empresa para o setor FV? Estamos trabalhando em parceria com a WEG, e com empresas que tem o objetivo de manter uma estrutura simples de negócios, que permita flexibilidade de suas ações, alem disso somos um POOL de empresas que trabalhamos juntos a mais de 10 anos, nos setor de tecnologia e engenharia. Acrisol, Teslasol, Ar & Ambiente, Faro Energy, Z4 Elétrica, Sc Pupe entre outras parcerias. RBS MAGAZINE - Aponte os principais projetos já realizados pela empresa, e também algum grande já encaminhado para 2020? Composta por profissionais da mais alta competência,executamos já neste ano de 2020 um projeto no Posto de gasolina Chapéu do Solde 214,11 kWp,na sorveteria conhecida como Sorvete Cariocade 127,31 kWp, nositioVale Das Palmeirasde 31,31 kWp,entre outros.

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Entrevista

A RBS Magazine traz uma entrevista exclusiva com Alexandre Borin, Gerente Comercial Solar Energy da Fronius RBS MAGAZINE - Como foi o ano de podem contar com uma maior oferta de geradores fotovoltaicos a preços 2019 para a FRONIUS? mais atrativos. 2019 foi um ano excelente para Fronius do Brasil, pela 3ª vez consecutiva RBS MAGAZINE - Comente sobre os dobramos nosso faturamento no Bra- lançamentos e tendências da empresa sil e nos tornamos a 3ª maior subsidia- para este ano? ria da Fronius no mundo. A Fronius vai introduzir 2 novos proAtingimos também 2 marcas históri- dutos em 2020, complementando o cas para Fronius. Chegamos a 1 mi- seu portfolio no Brasil. lhão de inversores da atual família Snapinverter produzidas pela nossa O Primo GEN24 é o primeiro inverfábrica na Austria e aqui no Brasil sor da nova geração de híbridos da atingimos a marca de 50.000 instala- empresa, e estará preparado para as ções fotovoltaicas registradas em nos- novas tendências da utilização da so portal de monitoramento Solar.web energia fotovoltaica para armazenamento e autoconsumo. RBS MAGAZINE - O que a FRONIUS espera para 2020 em termos de cresci- O Fronius Tauro é o inversor de maior capacidade de geração, com versões mento e prospecção de mercado? de 50KWp e 100KWp. Essa nova linha A Fronius espera novamente um ano de inversores visa atender o segmento de forte crescimento do mercado, de- de sistemas de porte comercial e usinas para Geração Distribuída, usualvido a diversas razões: mente com potência de até 5MWp. - A ANEEL não alterou a normativa 482 da compensação da injeção de RBS MAGAZINE - Aponte os principais diferenciais dos inversores da energia na rede elétrica; FRONIUS para o mercado brasileiro? - Os custos com a geração de energia centralizada continuarão a subir A Fronius fabrica inversores desde e com isso existe a necessidade pela 1993 e durante esses 27 anos sempre esteve na vanguarda das inovações no descentralização do sistema setor. Os principais fatores que dife- O retorno do investimento em ener- renciam a marca dos seus concorrengia solar está cada vez mais atrativo tes no mercado são: devido aos fatores acima e a redução - Produto com altíssima eficiência na dos custos dos equipamentos. geração de energia, ou seja, o inverAlém disso competição entre fabri- sor Fronius entrega mais energia para cantes e distribuidores no mercado de rede elétrica, proporcionando melhor energia solar tem se intensificado nos custo x beneficio últimos 2 anos, o que traz benefícios para o instalador e cliente final, pois - Robustez do equipamento que é pro50

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jetado para uma vida útil de pelo menos 20 anos; - Estoque no Brasil, em São Bernardo do Campo, para suprir as necessidades imediatas de nossos distribuidores e parceiros - Suporte técnico nacional em português, com técnicos treinados e prontos para atender ao instalador ou cliente final, por telefone ou email - Rede de parceiros autorizados para fazer a manutenção em campo do inversor Fronius. RBS MAGAZINE - A FRONIUS é conhecida por uma boa pós venda. Qual a estratégia da empresa para atender as demandas dos clientes parceiros? Como citado acima como um dos principais diferenciais da marca, a Fronius investe fortemente em seu pós-vendas. Além de nossa central de atendimento e suporte técnico em São Bernardo do Campo, formatamos em 2019 o programa FSP – Fronius Solutions Partner – onde capacitamos nossos principais parceiros instaladores a fazerem também a manutenção e reparo do inversor Fronius na própria instalação do cliente, em até 5 dias, sem a necessidade da troca do equipamento, nem o envio dele ao nosso centro de reparos localizado em nossa sede. Através desse programa, acreditamos que continuaremos a ser reconhecidos como a empresa com melhor pós-vendas do mercado brasileiro.

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ENERGIA SUSTENTÁVEL PARA PROJETOS INOVADORES Gerar energia limpa através de um recurso natural como a luz do sol é um dos grandes desafios do mundo. A WEG está no mercado de energia solar utilizando toda a sua tecnologia para produzir, com o máximo de eficiência, soluções para o consumo inteligente de energia.

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