Ao conversar com fornecedores de sistemas solares fotovoltaicos você irá se deparar com uma série de nomenclaturas, modelos e marcas de painéis solares fotovoltaicos. Uma das principais diferenças entre os modelos e o tipo de tecnologia das células fotovoltaicas, sendo elas a tecnologia cristalina e as de filmes finos. As células são os componentes responsáveis por captar a radiação e transformá-la em energia, por isso são um dos principais componentes do painel solar fotovoltaico.

Tipos de tecnologias das células: cristalina e filmes finos

Em resumo, existem duas tecnologias principais que dominam o mercado mundial de células fotovoltaicas: a tecnologia cristalina e a dos filmes finos.

A principal diferença entre elas é o material que as compõem, pois células cristalinas possuem como matéria prima o silício (Si) e dominam o mercado com a aproximadamente 80% da produção mundial.

Desse modo, as células de filme fino são formadas por materiais como: silício amorfo (a-Si); silício microcristalino; telureto de cádmio (CdTe); cobre, índio e gálio seleneto (CIS / CIGS), células solares fotovoltaicas orgânicas (OPV), entre outros.

A tecnologia dos filmes finos possui vantagens, inegavelmente relevantes como, a possibilidade de ser flexível, ser esteticamente mais bonita (aparência homogênea), e a temperatura e sombreamento ter menos influência sobre ela.

Apesar disso, ela acaba perdendo mercado para a tecnologia cristalina principalmente por terem menos eficiência e por isso exigirem maior espaço para instalação de um sistema de mesma capacidade de geração de energia.

Embora os módulos feitos de filme fino quando comparados de forma isolada poderem ser até mais baratos que os cristalinos, a necessidade de mais espaço, gera necessidade de mais estrutura de fixação, cabeamento e entre outros, tornando o projeto completo mais custoso que a tecnologia cristalina. Além disso, a garantia de fabricação dos módulos de filme fino é menor em comparação aos módulos cristalinos.

Tecnologia Cristalina de módulos fotovoltaicos

Vamos focar neste post na tecnologia que domina o mercado. A tecnologia cristalina pode ser separada em monocristalina e policristalina.

Veremos a diferença, vantagens e desvantagens entre os dois grupos de cristalinas.

Diferença entre célula monocristalina e policristalina

Ambas possuem a matéria prima o silício (Si), no entanto, a principal diferença é o método de fabricação e manipulação do silício.

Os módulos policristalinos são feitos a partir de vários pequenos cristais de silício. Assim estes vários cristais são fundidos e dão origem a grandes blocos, e a partir destes blocos são produzidas as células fotovoltaicas. Já os módulos monocristalinos são formados por um bloco único cristalino, mais puro.

De fato, os módulos policristalinos são formados por vários pequenos cristais, as fronteiras presentes entre estes cristais dificultam a passagem de corrente elétrica. Por isso, módulos monocristalinos são mais eficientes quando analisamos potência por área, pois possuem maior espaço para os elétrons se mexerem e então gerarem energia.

De aparência física, os módulos monocristalinos se diferem por terem uma cor homogênea e cantos tipicamente arredondados. Por isso, para muitos, são considerados esteticamente mais agradáveis. Em contrapartida, os policristalinos são geralmente azulados e não tão homogêneos.

Painel solar fotovoltaico monocristalino

Apesar do silício policristalino historicamente ter uma maior participação no mercado, ao passo que o silício monocristalino é uma tecnologia até mais antiga.

Desde 2018 o monocristalino vem ganhando espaço. De fato, com essas novas tecnologias, é possível produzir módulos cada vez mais eficientes. Por conseguinte, conseguindo alcançar um preço competitivo no mercado. Desse modo, os fabricantes preveem que o mono domine o mercado cada vez mais nos próximos anos.

Vantagens dos módulos monocristalinos

1. Possuem maior eficiência quando comparados a outras tecnologias comercialmente viáveis.
2. Necessitam menos espaço para gerar a mesma quantidade de energia.
3. Garantia da maioria dos fabricantes é de 25 anos.
4. Em condições de pouca luz, ou incidência de sombras, se comportam melhor do que os policristalinos.

Desvantagens dos módulos monocristalinos

1. Módulos monocristalinos são mais caros quando comparados com os policristalinos e com alguns de filme fino.
2. Geram um maior recorte de silício do bloco ao produzir as células, que é descartado. Então, existe uma sobra maior de material que precisa ser reciclado.

Painel solar fovotoltaico policristalino

O silício policristalino também é conhecido tecnicamente, apesar de menos usual, por multicristalino. Devido a sua simplicidade de fabricação, e consequentemente menor custo, historicamente o silício policristalino dominou o mercado.

Ele vem perdendo um pouco de espaço nos últimos anos, mas ainda assim é uma das tecnologias mais utilizadas devido ao seu custo-benefício. 

Vantagens dos módulos policristalinos

1. Tendem a possuir um custo mais barato em comparação aos módulos monocristalinos.
2. Comercialmente mais viáveis devido à forte presença no mercado e preço competitivo. Apesar de estar mudando, veremos mais a frente no futuro.
3. Garantia da maioria dos fabricantes é de 25 anos.
4. Geram menos resíduos proveniente do corte do silício.

Desvantagens dos módulos policristalinos

1. São menos eficientes do que os monocristalinos, principalmente quando analisamos geração por área de módulo.
2. Necessitam maior espaço para gerar a mesma quantidade de energia em comparação ao monocristalino.

Módulos policristalinos irão “sumir” do mercado?

Como comentamos, historicamente os módulos policristalinos dominaram o mercado fotovoltaico, por pelo menos uma década. No entanto, a partir de 2018 a produção de monocristalinos aumentou substancialmente e o poli começou a perder a preferência.

Anteriormente, os módulos monocristalinos eram utilizados apenas para quem buscava maior eficiência e não se preocupava tanto com o preço.  Conforme o avanço da tecnologia e a consequente melhora no custo benefício, em 2019 eles passaram à frente em volume de fabricação frente aos módulos policristalinos.

Seja como for, a tendência que vemos é que módulos policristalinos seguirão em queda. O gráfico abaixo representa o percentual de cada tecnologia em volume de módulos chineses exportados em 2020. O que antes era uma dominância de módulos policristalinos, agora se inverte.

Ultimamente, a exportação de monocristalino fabricados na China representou cerca de 80%, frente outras tecnologias. Lembrando que a China representa cerca de 90% da produção mundial de módulos fotovoltaicos, isto é domina o setor.

Alguns fabricantes de módulos também já anunciarem que abandonarão a fabricação de módulos policristalinos. Então, com base nos dados e nas mudanças do mercado, ainda existe sim, uma tendência forte de que os módulos policristalinos representaram cada vez mais uma parcela insignificante do mercado.

Painel solar fotovoltaico com silício cast-mono

Outra tecnologia que começou a apresentar ótimos resultados é o silício cast-mono, tanto em eficiência quanto em custo. Bem mais nova que as tecnologias abordadas anteriormente, a técnica foi patenteada em 2008.

Essa técnica tinha o objetivo de tentar criar um módulo que possuísse uma fabricação mais barata que o mono, entretanto com eficiência parecida. A ideia era ter um módulo que ficasse entre um poli e um mono.

Então, basicamente um módulo cast-mono, também conhecido como quase-monocristalino, possui partes do módulo formado por cristais monocristalinos e partes por cristais policristalinos.

Toda tecnologia precisa de maturação para tomar formar e assim, conseguir ser comercialmente viável. Assim, o cast-modo entrou realmente no mercado recentemente, e um dos fabricantes que tomou frente a tecnologia foi a grande Canadian Solar.

No fim do ano passado, a Canadian Solar bateu recorde de eficiência e anunciou que alcançou 22,8% de eficiência em células, que chamou de tecnologia P5. Essas células são produzidas com o sílicio cast-mono.

O silício cast-mono, por exemplo, mostra como o mercado está em constante mudança. Novas tecnologias surgem a todo o momento e precisamos sempre estar atentos.

Módulo policristalino e monocristalino: qual escolher?

Ficou claro que o silício policristalino está perdendo lugar no mercado e dando mais espaço para a tecnologia monocristalina. Vemos como algo bastante positivo, pois estamos falando de maior eficiência e um custo viável para o mercado.

Vemos como novas tecnologias surgem a todo momento, então é importante estar sempre atendo as mudanças e novidades no mercado. Neste post focamos nas diferenças entre o mono e o poli, mas como comentamos existem também outras tecnologias.

Escolher qual tecnologia usar na sua usina solar fotovoltaica é pessoal para cada consumidor. Contudo, o importante é ter profissionais capacitados que poderão te ajudar a conseguir o melhor custo benefício para seu projeto.

Cada projeto possui particularidades que devem ser avaliadas por um profissional. A Ecoa Energias Renováveis trabalha tanto com módulos policristalinos, quanto monocristalinos, entre em contato clicando AQUI que ajudamos você a escolher a melhor opção.

É muito comum as pessoas questionarem para empresas que vendem e instalam sistemas fotovoltaicos qual o preço do sistema por placa solar. Existe uma desinformação que faz algumas pessoas entenderem que se uma placa solar custa “X” reais, um sistema solar fotovoltaico, por exemplo, de 20 placas irá custar “20X”.

Algumas pessoas também acabam comparando seu sistema com o de amigos, conhecidos ou familiares. Por exemplo, se meu consumo de energia é o dobro do consumo de energia do meu amigo que tem um sistema com 10 placas, então meu sistema precisaria de 20 placas fotovoltaicas.  

Essas comparações seguem em vários níveis e geram desentendimentos sobre o assunto. Esse post tem o objetivo de explicar porque o preço de um sistema solar fotovoltaico, apesar de ter ligação direta com a quantidade de placas solares, não tem relação proporcional ao seu custo.

Itens que compõem um sistema solar fotovoltaico

Um sistema fotovoltaico conectado à rede (on-grid) é composto basicamente por:

1. Módulos fotovoltaicos (placas solares fotovoltaicas)
2. Inversor solar fotovoltaico
3. Cabos e materiais elétricos
4. Estruturas de fixação
5. Relógio medidor

Os módulos fotovoltaicos são responsáveis por captar a radiação solar. Já o inversor fotovoltaico é o responsável por transformar a corrente de contínua para alternada possibilitando o uso em nossa rede elétrica. Se você conhece pouco sobre o assunto aconselhamos a leitura do nosso e-book ‘Energia Solar Fotovoltaica para Iniciantes’.

Excluindo o relógio medidor, que é fornecido gratuitamente pela concessionária, todos estes itens possuem um preço variando de marca a modelo. Quando além do material você adquire a instalação do sistema e seu dimensionamento, outros itens terão influência no valor do sistema, como:

1. Dimensionamento do sistema fotovoltaico;
2. Mão de obra de instalação do sistema;
3. Serviço de documentação e tramites para homologação na concessionária; e
4. Impostos, que foram calculados dentro dos itens listados a seguir.

Estes itens se referem ao serviço prestado pela empresa contratada.

Quais os itens que possuem maior influência de preço?

Fizemos algumas simulações para entender o percentual de influência no preço de um sistema fotovoltaico para cada item. Os itens com maior influência no preço são os módulos fotovoltaicos e os inversores.

Na nossa simulação consideramos sempre a mesma potência (335W) e marca dos módulos fotovoltaicos.  Também simulamos que todos os telhados teriam a mesma orientação, na mesma cidade e com mesmo tipo de telha. Veja os resultados da tabela abaixo.

Nesta simulação a influência dos preços dos módulos variou de 42% até 58%. Em geral, quanto maior o sistema, maior a influência dos módulos fotovoltaicos no preço final do sistema completo. Os inversores variaram de 18% até 38%, numa relação inversamente proporcional aos módulos.

Percebemos pequenas variações na estrutura, pois consideramos a mesma condição estrutural para todos os três sistemas instalados. Quando simulados sistemas instalados em telhas metálicas, por exemplo, a proporção da estrutura no preço cai para cerca de 3%.

Nesta simulação fica claro que a relação do preço da placa solar não é linear. Se ela fosse linear teríamos uma porcentagem em relação ao preço do sistema sem ou com pequenas variações

Já apresentamos uma noção de percentual de preço de alguns itens do sistema fotovoltaico. Mas, como chegamos à conclusão de quantos módulos um sistema precisa? Quais fatores influenciam no dimensionamento e como consequência no preço do sistema necessário? Para responder essas perguntas, vamos ver abaixo como dimensionamos um sistema solar fotovoltaico.

Como é feito o dimensionamento de um sistema fotovoltaico

A quantidade de módulos fotovoltaicos de um sistema varia principalmente com a geração de energia esperada.

O que precisamos esclarecer é que apenas com a potência nominal dos módulos, não é possível determinar qual vai ser a produção de energia do sistema. Basicamente porque a potência dos módulos representa uma situação perfeita submetida a testes em laboratórios.

Então, vamos mostrar em forma de tópicos os itens sequencialmente considerados no dimensionamento de um sistema solar fotovoltaico.

1. Análise do histórico de consumo de energia: o ideal é analisar um histórico de 12 meses. Essa informação pode ser obtida na fatura de energia.
2. Análise da radiação do local: existem mapas que mostram a radiação média de cada cidade no mundo inteiro. Cabe ao projetista analisar esses gráficos, interpreta-lo e usar o fator da radiação da cidade em questão nos cálculos do dimensionamento. A ECOA utiliza também o histórico de geração de alguns clientes como base comparativa, que em alguns casos possuem sistemas em operação há mais de 5 anos.
3. Análise da orientação e inclinação do telhado: se o sistema vai ser instalado em telhado já existente, a sua orientação e inclinação devem ser consideradas. No caso de usinas de solo, por exemplo, o projetista deve orientar e calcular a inclinação que irá potencializar a geração de energia do sistema fotovoltaico. Em geral, a orientação norte é situação mais favorável. Já a inclinação varia também com a posição geográfica da Cidade em questão, já que a própria Terra possui uma angulação diferente para cada local em relação ao sol.
4. Tipo de telha: essa informação é importante para saber qual modelo de estrutura considerar e tem influência direta no preço do sistema.
5. Estrutura de fixação: pela análise do tipo de telha, dimensiona-se a estrutura e se analisa eventuais reforços necessários.
6. Dimensionamento da potência instalada necessária: com todas as informações acima e com base em cálculos feitos por um especialista é possível então definir qual a potência instalada necessária do sistema.
7. Número de módulos: com a potência instalada necessária é calculada a quantidade e potência dos módulos fotovoltaicos necessários. É possível diversos “arranjos” conforme potência nominal dos módulos, que devem ser analisados e otimizados pelo projetista.
8. Inversor: o dimensionamento do inversor é o que vai limitar a potência do sistema. Explicamos mais detalhes sobre dimensionamento de inversores e módulos fotovoltaicos no nosso post Oversizing: o que é, e a sua importância em um sistema solar fotovoltaico!
9.  Ramal de entrada de energia: ele pode ser trifásico, bifásico ou monofásico. Precisamos ter certeza que o ramal de entrada de energia do cliente consegue suportar o sistema instalado. Além disso, essa informação tem influência no retorno de investimento do sistema instalado, pois a concessionária cobra taxas mínimas conforme entrada de energia e demanda contratada.

Outros pontos importantes no dimensionamento de um sistema fotovoltaico

Acima falamos os principais itens que devem ser analisados num dimensionamento. Com esses itens é possível fazer uma análise prévia do sistema necessário. Já para ter um dimensionamento preciso e assertivo existem outros itens que precisamos analisar. São eles:

1. Análise civil: na análise prévia verificamos o tipo de telha e estrutura necessária. Aqui devemos analisar se, do ponto de vista civil, a estrutura existente suporta o sistema fotovoltaico. Então, esforços como peso próprio do sistema, vento e entre outros devem ser considerados.
2. Análise de sombra: a sombra de forma geral já é analisada na primeira fase do dimensionamento. Porém aqui é necessário afinar essa análise, até a presença de uma árvore próxima ao local pode ter influência no dimensionamento do sistema.
3. Espaço para instalação do inversor: apesar de geralmente não ser um problema, é um ponto de atenção. O local para instalar o inversor também deve ser discutido com o cliente.
4. Espaço para todas os módulos: a quantidade dos módulos fotovoltaicos já foi dimensionada, mas no local defino, cabem todos eles? Você precisa responder essa pergunta com precisão.
5. Necessidade de regularizar ramal de entrada de energia: as normas das concessionárias estão em constante mudanças. Em alguns casos, a entrada de energia precisa ser adequada as novas regulamentações. É importante informar ao cliente que essa possibilidade existe.
6. Rede elétrica: é necessário verificar se a rede elétrica da concessionária local suporta a instalação do sistema fotovoltaico e em alguns casos, até se a rede elétrica é existente. Pode ser necessário solicitar melhoria de rede a concessionária, apesar de raro, essa necessidade pode até inviabilizar a instalação do sistema. A rede elétrica interna do cliente também deve ser analisada.

Conclusão

Ao longo deste post mostramos argumentos que mostram que quando perguntam “qual o preço de um sistema fotovoltaico por placa solar?” é impossível ter uma resposta precisa e concisa sem analisar sua situação particular. Se alguém tiver essa resposta, estará passando informações com base em análises genéricas que não necessariamente apontam a realidade do seu sistema.

Vimos também que mesmo para um mesmo local de instalação, nas mesmas condições, a influência do preço dos módulos fotovoltaicos não é linear quando aumentamos ou diminuímos o número de módulos do sistema.

Vale destacar que neste post analisamos preços de sistemas fotovoltaicos completos e não de seus materiais de forma isolada.

Apontamos também alguns dos fatores que influenciam no dimensionamento do sistema fotovoltaico e como consequência no preço final do sistema.

Fica claro que para assegurar que o sistema dimensionado é o mais ideal para você, é importante dimensionar seu sistema com empresas especialistas e que possuem pessoas qualificadas.

Não existe “receita de bolo” quando falamos de sistemas fotovoltaicos. Sempre pesquise muito bem sobre a empresa que você pretende fechar negócio. Faça sempre ao menos 3 orçamentos e desconfie de preços baixos demais. Antes de fechar negócio, fale com clientes da empresa escolhida que já possuem sistema fotovoltaico instalado, eles podem ter informações valiosas sobre a experiência que tiveram com a empresa.

Se precisar de um orçamento, a Ecoa Energias Renováveis possui mais de 300 clientes atendidos e um time de engenheiros qualificados, entre em contato com nossos especialistas clicando AQUI.

No nosso último post contamos um pouco sobre o processo de fabricação das placas solares e os seus insumos, você pode ler ele AQUI. Hoje vamos falar um pouco sobre o mercado e quem são os fabricantes mais atuantes.

Os maiores fabricantes de módulos solares do mundo

Para começar, apontar com toda a certeza os maiores fabricantes de módulos solares do mundo não é uma tarefa fácil. Hoje, diversas empresas terceirizam parte de sua produção, o que pode “confundir” um pouco os dados gerados. Às vezes, vemos empresas com remessas de módulos superiores ao número de produção, ou vice-versa. Além disso, outro desafio, é a divulgação ou não dos dados relatados pelas empresas do setor fotovoltaico.    

Dito isso, vale ressaltar que a diferença entre os 10 primeiros colocados do ranking é modesta em relação ao 11º. O que nos permite concluir que a estimativa divulgada dos maiores fabricantes de 2018 está correta. Abaixo segue a lista. 

A posição do primeiro colocado não é questionada e nem é uma surpresa. A JinkoSolar ainda tem uma diferença modesta em relação a segunda colocada, JA Solar. Vale lembrar que a JA Solar em 2017 ocupava a 4ª posição do ranking, tendo uma melhora significativa.

Fica nítido também a dominância do mercado asiático, principalmente o chinês, na fabricação de módulos fotovoltaicos. Destacamos que a Canadian Solar, apesar de ter o Canadá como país de origem, tem sua maior fabricação de módulos na China. Da lista, quem realmente aparece fora do mercado asiático é a First Solar, empresa americana.

Domínio dos chineses na fabricação de painéis solares: entenda

Nove entre as dez empresas citadas são de operação asiática. Ainda, a China representa cerca de 90% da fabricação de módulos solares fotovoltaicos. Mas, por qual motivo?

A principal razão, além é claro de a China ser uma potência mundial econômica, é o próprio mercado chinês. Devido aos incentivos fiscais e competitividade no país, apenas fabricantes chineses fornecem para a China. Além disso, só a China consome aproximadamente 50% da produção global de módulos fotovoltaicos, atualmente.

Então, podemos estimar que os fabricantes chineses continuarão dominando o mercado por pelo menos a próxima década.

Market Share no Brasil

Já falamos dos líderes mundiais de fabricantes de módulos fotovoltaico. Mas será que o mercado brasileiro é dominado pelos maiores do mundo?

Para esta análise, separamos dados da pesquisa da Greener divulgados no começo de 2019, que mostram o Market Share de módulos fotovoltaico no Brasil. Os dados são referentes a importação somados a fabricação nacional.

Vemos uma dominância da Canadian Solar no mercado brasileiro. Uma parcela disso se deve ao fato da empresa ter fábrica de módulos fotovoltaicos no Brasil, o que a enquadra nos requisitos de financiamento do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social – BNDES, uma vez que atende preenche o conteúdo mínimo de nacionalização do produto.

A Canadian em 2016 inaugurou em Sorocaba a maior fábrica de módulos fotovoltaicos do Brasil. A planta tem a capacidade de entregar anualmente cerca de 400 MW de módulos feitos no Brasil. A Ecoa Energias Renováveis já visitou a fábrica, confira AQUI.

As cinco fabricantes que aparecerem nos dados da Greener como dominantes do mercado brasileiro, estão entre as oito maiores do mundo.

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Capilaridade das empresas no Brasil

Diferente do Market Share, que fala em quantidade de módulos quem domina o mercado, a capilaridade mostra a porcentagem das empresas que utilizam determinada marca do módulo. A seguir, apresentamos gráfico com os dados divulgados pela Greener:

Sem surpresas a Canadian Solar segue como sendo preferência na maioria das empresas do setor. A BYD que não aparece entre as cinco com maior participação do mercado, aparece em segundo lugar como escolha da maioria das empresas.

“Isso se deve ao alto reconhecimento tecnológico que a BYD oferece ao seu público. A marca é renomada mundialmente e é líder na fabricação de carros elétricos no mundo. No Brasil, a BYD traz essa pegada mais tecnológica quando fornece módulos half-cell e vidro-vidro, por exemplo.” Explica Fábio Luciano Chaves, um dos acionista da Ecoa Energias Renováveis.

Tendência do mercado para os próximos anos

O mercado de energia solar fotovoltaica continua crescendo exponencialmente. Diversos fabricantes surgem para atender estas demandas. Porém, as empresas citadas neste post já são consolidadas e devem se manter por muito tempo entre os grandes nomes de fabricantes de módulos fotovoltaicos.

“Do ponto de vista de tecnologia, atualmente os módulos solares fotovoltaicos são vistos como comodities e sofrem influência impactante com a variação do dólar. Atualmente a Ecoa Energias Renováveis comercializa em seus projetos marcas Tier 1, que representam maior confiabilidade no que diz respeito à saúde financeira das empresas que estão nessa lista.” Analisa André Krause, também acionista da Ecoa Energias Renováveis.

Uma das conclusões divulgadas pela Greener no relatório 2019/01 é que “Apesar do forte crescimento da Geração Distribuída em 2018, a geração de energia elétrica proveniente de sistemas fotovoltaicos conectados à rede ainda representa menos de 0,3% da energia elétrica consumida no mercado cativo no Brasil. Dessa forma, é possível notar que ainda há espaço para forte crescimento do mercado.”

Fontes:
PV Maganize
Portal Solar
PV Tech
G1
Greener

No sistema On grid, os módulos fotovoltaicos fazem a conversão direta da luz solar para eletricidade. Esses painéis solares (fotovoltaicos) são conectados em um inversorque transforma a energia elétrica oriunda dos painéis fotovoltaicos para o padrão da rede (corrente alternada).

A partir do inversor,a energia vai então para o quadro de luz e será distribuída para o estabelecimento e todos seus utensílios e eletrodomésticos. Sendo assim, os equipamentos passam a utilizar energia gerada pelo sistema fotovoltaico, acarretando em uma redução do consumo da distribuidora e consequente redução do valor pago na conta de luz, podendo chegar em até 90% de economia!

Todo excedente de energia gerada pelo sistema, medido pelo relógio bidirecional, vai para a rede da distribuidora e gera créditos para o próprio estabelecimento (válidos por até 60 meses), ou podendo abater o consumo em outro local de sua escolha. Para isso, basta que a conta de energia do imóvel esteja no mesmo nome ou CPF/CNPJ e faça parte da mesma concessionária de energia.

Quer saber mais ou esclarecer dúvidas? Deixa uma mensagem ou fale com um de nossos consultores por aqui. Estamos à disposição para atender você!