Utilização de Energia Fotovoltaica para a Eficiência Energética de uma moradia

1. Utilização de Energia Fotovoltaica para a Eficiência Energética de uma moradia Filipe Fernandes dos Santos 17 de Fevereiro de 2011 Dissertação do MIEEC

2. Estrutura da Apresentação 1. Introdução II.Sistemas Fotovoltaicos III. Microprodução IV. Caso Prático V. Estado Actual e Perspectivas Futuras VI. Conclusões

3. I. Introdução • Enquadramento • A energia solar FV é aquela que mais está a crescer, em termos relativos. • Níveis de radiação elevados em Portugal. • Crise financeira e dependência energética em Portugal. • Motivações • Compromissos Europeus: • - Redução dos GEE em 20% até 2020; • - Aumentar a eficiência energética em 20% até 2020; • - Utilização das energias renováveis, com peso na produção energética de 20% até 2020. • Futuro sustentável para Portugal.

4. I. Introdução • Objectivos • A tecnologia FV e suas aplicações. • Contributo da energia FV para o desenvolvimento sustentável. • A importância dos incentivos governamentais para o sector FV. • Dimensionamento e viabilidade económica. • Rentabilidade da microprodução. • Perspectivas futuras do sector FV mundial.

5. II. Sistemas Fotovoltaicos • Sistemas Autónomos • Necessidade do ajuste da energia solar com a procura energética. • Aposta futura dos países em vias de desenvolvimento. • Constituição típica: • - Painel fotovoltaico (um ou vários módulos); • - Regulador de carga; • - Acumulador; • - Inversor autónomo; • - Consumidor.

6. II. Sistemas Fotovoltaicos • Sistemas Ligados à Rede • A rede pública de distribuição de electricidade opera como acumulador. • Aposta futura dos países industrializados. • Constituição típica: • - Painel fotovoltaico; • - Caixa de junção; • - Cabos AC-DC; • - Inversor de rede; • - Mecanismos de protecção; • - Aparelho de medida (contador).

7. II. Sistemas Fotovoltaicos • Aplicações • Solução aditiva: os módulos são fixados à estrutura já existente. • Solução integrativa: os módulos substituem a estrutura existente. • Sistemas montados ou integrados no telhado plano • Sistemas montados ou integrados no telhado inclinado

8. II. Sistemas Fotovoltaicos • Aplicações • Integração em fachadas • Integração em coberturas de vidro • Integração em dispositivos de sombreamento

9. III. Microprodução • Condições gerais • Unidade de produção de electricidade numa instalação de BT. • Energia vendida integralmente à rede. • Rentabilidade é garantida através das tarifas subsidiadas. • Possibilidade de o investimento receber até cerca de 5000€ por ano. • Tempo de retorno do investimento de cerca de 7 anos. • Sistema de registo para microprodutores (SRM).

10. III. Microprodução • Regimes de Remuneração • Regime Bonificado • Regime Geral • Rentabilidade

11. III. Microprodução • Legislação Actual • Decreto-Lei nº 118-A de 25 de Outubro de 2010: • - Tarifa aplicada durante um total de 15 anos contados desde o primeiro dia do mês • seguinte ao do início do fornecimento; • - 1º período de 8 anos com tarifa fixada em 0,40€/kWh; • - 2º período de 7 anos com tarifa fixada em 0,24€/kWh; • - Ambos as tarifas são sucessivamente reduzidas anualmente em 0,02€/kWh; • - Após os 15 anos, a tarifa passa a ser a de consumo BTN. • Benefícios Fiscais • IRS: dedução de até 30%. • IRC: período mínimo de vida útil de 4 anos do equipamento de energia. • IVA: taxa intermédia de 13%.

12. IV. Caso Prático • Descrição Geral • Objectivo: dimensionamento e viabilidade económica de um sistema FV ligado • à rede numa moradia na cidade do Porto. • Não se considerou a presença de sombreamentos. • O microprodutor deseja usufruir do sistema tarifário do regime bonificado. • - Foi estabelecida uma potência máxima de ligação à rede de 3,6 kWp. • Software utilizado: PVSYST versão 5.03.

13. IV. Caso Prático • Características do projecto • Foram considerados três tipos de fixação dos módulos: (1) Sistema fixo (11) Sistema de um eixo (1I1) Sistema de dois eixos

14. IV. Caso Prático • Selecção dos módulos FV • Módulos Sunpower SPR 225-WHT-I. • 16 módulos (2 fileiras de 8 módulos em série). Área ocupada: 20 m 2 • Selecção do inversor de rede • Sistema fixo: Inversor de rede SunnyBoy SB 3300. • Sistema de 1eixo / Sistema de 2 eixos: Inversor de rede SunnyBoy SB 3800. • Resultados de produção

15. IV. Caso Prático • Orçamento • Foram considerados os custos individuais dos componentes, sob a taxa de • IVA de 13%. • O sistema de 2 eixos apresenta melhores níveis de produção e de payback.

16. IV. Caso Prático • Conclusões • Sistema tarifário actual contribui para um retorno do investimento mais lento. • Níveis de produção aumentam directamente com o seguimento da trajectória • solar e tornam-se mais rentáveis. • O preço dos componentes têm vindo a diminuir, acompanhando a redução das • tarifas subsidiadas. • Torna-se mais rentável aderir a um “Kit” de produção FV ligado à rede. • Garantia de potência de 25 anos dos módulos garantem a longevidade do • investimento. • Microprodução FV em Portugal apresenta valores de TIR de 12% a 13%.

17. V. Estado Actual e Perspectivas Futuras • Células Fotovoltaicas • Ponto de situação das células FV: • - 1ª geração: células de silício cristalino (90% do mercado actual). • - 2ª geração: células de película fina (10% do mercado actual). • - 3ª geração: conceito de novas células. • A eficiência das células FV tem vindo a aumentar.

18. V. Estado Actual e Perspectivas Futuras • Células Fotovoltaicas • Pontos principais da Investigação e Desenvolvimento para o sector FV: (1) Pesquisa de novos materiais (2) Tempo de vida útil dos equipamentos (3) Diminuição do peso (4) Melhoria na eficiência da conversão (5) Menor consumo de silício (6) Maiores módulos de filme fino (7) Materiais BIPV (8) Módulos flexíveis

19. V. Estado Actual e Perspectivas Futuras • Sector Fotovoltaico Mundial • O mercado FV mundial é encabeçado pela Alemanha e novos países • começam-se a destacar.

20. V. Estado Actual e Perspectivas Futuras • Sector Fotovoltaico Mundial • Alguns países possuem desde já metas ambiciosas para o futuro do FV. • A evolução do sector FV permite a criação de novas vagas de emprego.

21. V. Estado Actual e Perspectivas Futuras • Mercado energético em Portugal • Forte dependência energética externa em Portugal. • Portugal é dos países da UE que mais depende do petróleo. • Produção energética assenta exclusivamente no aproveitamento de FER. • Problema da intermitência da energia hídrica.

22. V. Estado Actual e Perspectivas Futuras • Fontes de energia renováveis em Portugal • Notável crescimento na aposta das FER em Portugal.

23. V. Estado Actual e Perspectivas Futuras • Sector Fotovoltaico em Portugal • Metas ambiciosas no que diz respeito à capacidade de potência FV. • Intensificação dos sistemas ligados à rede. • Grande potencial nos sistemas FV integrados • em edifícios. • - “Se fosse instalado um sistema de 5 kWp em cada • uma das mais de três milhões de habitações • domésticas que compõem o parque habitacional, • resultaria uma produção anual de 19 TWh.” • Resultado: • - Benefícios ecológicos e ambientais; • - Benefícios arquitecturais; • - Benefícios sócio-económicos; • - Benefícios energéticos.

24. VI. Conclusões • Actualmente, os módulos FV ainda representam custos demasiado elevados, • no entanto, tem-se verificado um abaixamento dos custos, bem como um • aumento da sua eficiência e do seu tempo de vida útil. • A redução de perdas na rede de transporte e o aumento da fiabilidade do • fornecimento de electricidade, são vantagens inerentes à microprodução FV. • Em Portugal, existem políticas favoráveis para o crescimento da • microprodução e os investimentos actuais já registam bons níveis de tempo • de retorno do montante investido. • É de prever uma evolução dos sistemas FV integrados em edifícios.

25. Fim da Apresentação • Filipe Fernandes dos Santos 17 de Fevereiro de 2011