Podemos resumir a composição de um sistema fotovoltaico em três grandes itens: módulos fotovoltaicos, inversor fotovoltaico e estrutura de fixação. Como o inversor e os módulos são os grandes responsáveis por transformar e gerar a energia do sistema, as estruturas de fixação acabam sendo pouco comentadas.

O que precisamos lembrar é que as estruturas de fixação têm o papel importante de garantir a longevidade, vida útil e segurança do sistema solar fotovoltaico.

A função das estruturas de fixação, como o próprio nome diz, é garantir a união entre os módulos fotovoltaicos e o local de sua instalação (telhado ou solo). A estrutura também deve garantir o correto posicionamento e inclinação dos módulos fotovoltaicos conforme previsto e dimensionado em projeto.

Um projetista especialista deve fazer o dimensionamento correto de cada estrutura, garantindo que ela assegure o sistema mesmo contra fortes intempéries.

Composição da estrutura de fixação e tipos de suporte para sistema fotovoltaico

Geralmente as estruturas de fixação são feitas de alumínio ou aço inoxidável. Nunca utilize estruturas com baixa proteção como aço carbono. Na Ecoa Energias Renováveis trabalhamos apenas com estruturas em alumínio.

Podemos separar os tipos de suporte de sistema em três:

1. perfis: estruturas principais;
2. suportes de fixação: função de unir os perfis ao telhado;
3. ganchos intermediários ou finais: função de unir os módulos ao perfil.

Cada tipo de estrutura varia conforme especificidades de cada projeto, que variam principalmente conforme local e material onde ocorrerá a instalação.

Montagem em telhado

Na Geração Distribuída um dos tipos mais utilizados de instalação é sistemas fotovoltaicos em telhado, também conhecido como instalações rooftop.

Nesse tipo de instalação a estrutura de fixação irá variar conforme tipo de telha em que o sistema será instalado.

Telha de barro

Nas telhas de barro (como as cerâmicas) existem dois principais modelos utilizados:

1. Modelo gancho: é fixado no caibro e passa por entre as telhas. um perfil é então fixado ao gancho e os módulos fotovoltaicos são fixados no perfil.

2. Modelo com Parafuso Prisioneiro: o parafuso é colocado na onda superior da telha e passa até atingir o caibro onde é fixado.

O modelo gancho tem a vantagem de não precisar furar as telhas. Porém, nos anos de experiência da Ecoa Energias Renováveis, percebemos que os chamados de pós-obra para vazamentos em telhados eram maiores para este modelo de fixação. Hoje usamos o sistema com parafuso prisioneiro e vedamos ao redor do parafuso com poliuretano, o que evita infiltrações.

Telha fibrocimento

O modelo de fixação utilizado em telha fibrocimento geralmente é modelo com parafuso prisioneiro. Podemos dizer que este modelo de fixação pode ser usado para uma grande quantidade de modelos de telhas, desde que seja garantido a estanqueidade.

Coberturas metálicas

Essas coberturas podem possuir diversos modelos de telhas metálicas e por isso uma série de opções diferentes e adaptadas de estruturas de fixação. Destacamos dois principais modelos:

1. Supercola: é utilizada apenas em telhas metálicas. Basicamente a interface da estrutura de fixação é literalmente colada direto sobre as telhas. A cola deve ser específica para esta fixação.
2. Estrutura convencional: é aquela onde usaremos as estruturas de ganchos e terminais fixados em perfis. O modelo varia conforme tipo de telha. Abaixo mostramos um modelo para telhas metálicas onduladas ou trapezoidais:

A Ecoa Energias renováveis não utiliza o sistema com Supercola. Vemos que existem muitas variáveis passíveis de erro deste modelo para garantir a correta fixação do sistema como: superfície extremamente limpa e seca.

Montagem em laje

Quando a estrutura tiver que ser fixada diretamente em laje, o mais indicado é trabalhar com estrutura dos perfis em forma de triangulo. Para a fixação na laje dois modelos podem ser considerados:

1. Estrutura parafusada ou concreta na laje: quando o sistema fotovoltaico é projetado junto com a edificação que irá recebe-lo, o ideal é fazer a concretagem da espera do suporte de fixação junto a concretagem da laje.
2. Lastros de concreto: a estrutura é fixada em lastros de concreto, que garante a fixação da estrutura com o seu peso próprio.

Montagem em solo

Geralmente sistemas fotovoltaicos fixados em estrutura de solo são de maior porte. Na Geração Centralizada este é o principal tipo de estrutura de fixação utilizado. Também vemos forte utilização na Mini Geração Distribuída.

As estruturas em solo podem ser fixadas com lastros de concreto (semelhante a instalação mostrada em laje), mas a maior parte dos projetos a estrutura é fixada em bases de concreto ou estacas. 

Em estruturas de solo é possível fazer a instalação de um dispositivo chamado tracker. Esse equipamento faz com que os módulos fotovoltaicos mudem de orientação ao longo do dia, seguindo o movimento do sol. Para saber mais sobre tracker acesso no post clicando aqui.

Estacionamento com cobertura de módulos fotovoltaicos

Uma alternativa bastante utilizada é usar a área de estacionamento descoberto para instalar os módulos do sistema fotovoltaico. Este modelo de fixação pode tornar o sistema mais custoso como um todo. Mas, lembre-se que você estará garantindo também cobertura para os carros. Então, ambas as funções e soluções que o sistema trará devem ser colocadas na “balança”.

Outras aplicações

Um exemplo de fixação que difere das mais usuais são os casos de usinas flutuantes, sistemas fotovoltaicos em fachadas de edifícios, sistemas utilizados como brises de fachadas e entre outros.

Vale ressaltar que quanto mais complexa a utilização, mais critérios devem ser avaliados em projeto.

Conclusão

Mostramos neste post os principais modelos de estrutura de fixação para sistema solares fotovoltaicos. Podem existir uma série de diferentes soluções conforme especificidades de cada projeto.

Para os consumidores, é importante garantir a qualidade do material e do fornecedor. Vale questionar ao fornecedor se o produto é especificado para atender ao mercado brasileiro e se o sistema suporta ventos de até 120km/h.

Devido à importância das estruturas de fixação quanto a segurança e integridade do sistema, é necessário projetar sua estrutura com profissionais especialistas. Não fabrique sozinho sua estrutura ou compre de locais que não são especializados em sistemas solares fotovoltaicos. Sua estrutura deve resistir a forças estáticas, mecânica, a corrosão e entre outros. São muitos fatores a serem calculados e levados em consideração.

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A publicação da Ecoa na revista Exame de Junho/22 traz um artigo sobre Usinas Solares Fotovoltaicas. A revista traz como destaque empresas que se destacaram em ESG (Environmental, Social and Governance) e a Ecoa Energias abordou o assunto com um conteúdo exclusivo sobre como é elaborado um projeto de Usina Solar Fotovoltaica. Confira abaixo o conteúdo na íntegra.

Seja sócio de uma Usina Solar Fotovoltaica

Grande parte dos brasileiros já sonhou com a independência financeira ou então com a possibilidade de ter seu próprio negócio. Em 2021, o número de novos empreendimentos no Brasil chegou à marca de 4 milhões, segundo dados do Sebrae. O que dizer então da possibilidade de ter seu próprio negócio, com boa remuneração financeira e ainda estar alinhado aos mais altos preceitos ESG (Environmental, Social and Governance) como a Geração de Energia Solar Fotovoltaica?

Para entender melhor como funciona essa operação societária, temos que voltar um pouco no tempo e compreender o funcionamento da geração de energia própria no Brasil. Com o advento das normativas da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica – que permitiram a geração de energia renovável a partir de 2012, o mercado abriu as portas para a Geração Distribuída. Nesse cenário, qualquer pessoa física ou jurídica pode gerar sua própria energia, seja no ponto de consumo ou em outro local, e essa segunda opção é chamada de auto consumo remoto.

Iniciou-se então a possibilidade de unir: 1) Interessados em reduzir custos com energia; 2) Investidores dispostos a diversificar o seu capital; e 3) Empresas especializadas na construção de Usinas Solares Fotovoltaicas (UFVs). Essa movimentação que parece ser complexa nada mais é do que a criação de um modelo de negócio onde uma UFV fornecerá energia para determinados consumidores, chamados de beneficiários.

Voltando a pergunta inicial, o modelo de negócio proposto acima é estruturado com a criação de uma Sociedade de Propósito Específico (SPE) que será dona do ativo da UFV. Essa SPE celebra um contrato de longo prazo com o beneficiário, que então passa a consumir energia além da fornecida pela concessionária, mas também dos créditos de energia gerados pela UFV criada. Pela utilização de uma energia limpa, renovável e mais barata, o beneficiário remunera o investidor de forma perene e segura.

É aí que entra a participação societária, pois o investidor adquire quotas sociais da SPE, sendo assim, dono de um empreendimento. Em linhas gerais, é como se o investidor comprasse um imóvel na planta, com tempo de construção de aproximadamente 6 meses e com inquilino pagando aluguel em contrato já celebrado de longo prazo!
A parte complexa dessa operação é construir uma UFV, manter a operação saudável e estruturar toda a criação da SPE, unindo beneficiários e investidores. Mas essa modelagem já é comum no mercado brasileiro e podemos perceber inclusive em SC, com um dos maiores projetos privados em solo operando perfeitamente no Estado, a UFV Encantada, localizada no Município de São Lourenço do Oeste, com 1,4 MWp de potência instalada.

Nessa UFV a geração de energia abastece aproximadamente 100 unidades consumidoras de um grupo varejista com lojas localizadas na mesma área de concessão da Celesc. A geração de energia proveniente da UFV equivale a retirar da atmosfera 220 toneladas de CO2 e a plantar mais de 20.000 árvores.

Projetos como esse, conhecidos como “energia por assinatura”, desenvolvidos também pela ECOA Energias Renováveis S/A estão ganhando notoriedade nos últimos anos. A empresa, com sede em Joinville/SC conta com um portfólio de projetos superior a 50 MWp em desenvolvimento no Brasil, na modalidade de auto consumo remoto e de geração compartilhada. Fundada em 2014, a ECOA está captando 215 milhões de reais para a construção desse portfólio nos próximos anos.

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Neste mês, a conta de energia ficou ainda mais cara. A Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) mudou a bandeira tarifária para a cor Amarela. Essa tarifa significa um custo extra de R$1,00 a cada 100 Quilowatt-hora (kWh) consumidos. O aumento pode encarecer até 6,5% neste mês.

O sistema de bandeiras tarifárias que vigora desde 2015 indica se haverá ou não acréscimo no valor da energia a ser repassada ao consumidor final, em função das condições de geração de eletricidade. 

Mas como as bandeiras tarifárias funcionam e por que energia elétrica é tão cara no Brasil?

A Aneel define mensalmente através das bandeiras o custo real de energia gerada para cada região do país. Para isso, ela usa como base nas informações do ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico), que analisa o nível dos reservatórios das hidrelétricas e verifica se haverá necessidade de utilizar térmicas para complementar a geração de energia.

Bandeira verde:condições favoráveis de geração de energia. A tarifa não sofre nenhum acréscimo;

Bandeira amarela:Térmicas ativadas e condições de geração menos favoráveis. A tarifa sofre acréscimo de R$ 1 para cada 100 quilowatt-hora (kWh) consumidos;

Bandeira vermelha Patamar 1: Térmicas ativadas e alta demanda. A tarifa sofre acréscimo de R$ 3 para cada 100 quilowatt-hora kWh consumido.

Bandeira vermelha Patamar 2:Térmicas ativadas e alta demanda, com condições ainda mais custosas de geração. A tarifa sofre acréscimo de R$ 5,00 para cada 100 quilowatt-hora kWh consumido

Quando o país passa por um período de estiagem, não há outra alternativa senão recorrer às termelétricas, que tem um custo de produção mais elevado.

O impacto da Carga Tributária na conta de energia

No entanto, o grande vilão de nossos bolsos na conta de luz é a alta carga tributária que incide sobre energia elétrica. No Brasil, 44,5% do preço final da tarifa de energia é constituído por encargos e tributos. 

Somos o segundo colocado no ranking dos 28 países com maior carga tributária na conta de luz. Ficamos atrás apenas da Dinamarca, onde os impostos sobre a energia elétrica chegam a 58%. Já o Japão tem a menor porcentagem de impostos: apenas 9% de carga tributária. Os dados são da Abradee (Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica). 

Mas, diante disso, o que pode ser feito para o país ter oferta de energia barata?

Além de uma nova regulamentação que traga segurança jurídica e um ambiente propício para os negócios do setor, é preciso diversificar nossa matriz energética e explorar mais a geração de energia solar e eólica. Até 2016, 66% da geração é proveniente de fontes hidráulicas, 26,4% de térmicas e apenas 6,5% de eólicas e 0,054 de solar.

O outro ponto primordial consiste na revisão da carga tributária que incidem na tarifa. Porém, enquanto isso não acontece, é preciso se preparar para o curto prazo.

Como se preparar para os aumentos tarifários?

Como mencionado, é preciso diversificar nossa matriz energética com outros tipos de geração de energia. Uma das possibilidades é a adoção de um sistema de energia solar, que garante previsibilidade na conta de luz. 

Através do modelo de geração distribuída qualquer pessoa pode gerar energia que será abatida em seu consumo mensal. Toda energia excedente que for gerada é acumulada como créditos para abater as próximas contas. Dessa forma, além de não ficar a mercê das tarifas cada vez mais elevadas, é possível economizar no consumo de energia!

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Anualmente, é realizado pela Agência Nacional de Energia Elétrica, a ANEEL, o reajuste das tarifas sobre a distribuição de Energia Elétrica em território nacional.

Os reajustes variam de 7% a 24% e são influenciados tanto por fatores econômicos, quanto por fatores sociais e meteorológicos.

Ocasionando um aumento médio de 8,25% para consumidores residenciais, segundo dados da própria Aneel.

O que faz a conta de energia aumentar?

A  geração de energia hidrelétrica é a principal fonte de energia do Brasil, com a marca de 64% de toda produção em 2020. Apesar de seu crescimento, a energia hidrelétrica é suscetível a quedas em sua produção durante os períodos de estiagem.
Em contrapartida, secas severas, como as dos anos de  2014, 2017 e 2021, despertaram discussões mais profundas sobre a necessidade de alternativas  na composição da matriz energética do país.

Igualmente, é bom salientar que os encargos setoriais, custos com aquisição e com transporte de energia foram os  itens que mais tiveram efeito neste cálculo. Outro ponto importante, é a economia instável e a alta da inflação medida pelo Índice Nacional de Preços ao Consumidor Amplo (INPCA) e também pelo Índice Geral de Preços-Mercado (IGMP).  Ao mesmo tempo, os custos de manutenção do setor, também têm grande relevância no reajuste.

Qual é o aumento?

Nesta terça-feira (16/8) a ANEEL aprovou o Reajuste Tarifário Anual (RTA) da CELESC que abrange 3,28 milhões de unidades consumidoras em Santa Catarina.

Alguns pontos relevantes considerados nesse processo de reajuste tarifário foram:

• O disposto na Lei nº 14.385/2022, referente ao repasse de créditos tributários relativos à retirada do ICMS da base de cálculo do PIS/Pasep e da Cofins, valores, estes que foram revertidos aos consumidores, os R$ 806 milhões, possibilitaram a redução do reajuste tarifário em 8,32%.
• O aporte na CDE referente à privatização da Eletrobrás, nos termos da Lei nº 194, de 2022, reduziu cerca de 2,41% no RTA da Celesc.

Confira, na tabela, o efeito médio do reajuste tarifário sobre as tarifas vigentes:

Ainda assim, apesar do aumento das taxas, a Aneel garante que é o menor valor possível para manter a distribuição de qualidade da energia produzida.

Entenda as bandeiras tarifárias

As bandeiras tarifárias  compõem o sistema  de sinalização criado pela ANEEL, que informa mensalmente ao consumidor as condições e custos reais de produção de energia. Seguindo a lógica de um semáforo. As cores das bandeiras indicam se o consumidor pagará mais ou menos pela energia elétrica.

Em suma, esse sistema leva em conta o volume de água nos reservatórios das hidrelétricas, o regime de chuvas, a previsão de consumo, a produção solar e eólica, a manutenção de usinas e linhas de transmissão e o custo de produção das termelétricas.

Quando as condições de produção estão boas, não há cobrança adicional ao kWh, ou seja, a bandeira verde. Em caso de as condições de produção não estarem normais, a Aneel decreta as Bandeiras Amarela ou Vermelhas I/II, dependendo do grau da crise. Isto é, os reservatórios das hidrelétricas estão baixos e o volume de chuvas é pouco ou nenhum (Seca prolongada). Em situações como estas, as termelétricas são acionadas para suprir a demanda. No entanto, elas possuem alto custo operacional e são mais poluentes, já que funcionam a partir da combustão de combustíveis fósseis e biomassa.

Desde o mês de Abril deste ano, a Aneel decretou bandeira verde, mês após mês. Ou seja, as condições de produção estão normais e não há cobranças adicionais. Enquanto isso, as taxas das bandeiras sofreram um aumento de até 63,5% em relação à taxa do ano anterior. Esse aumento terá a vigência de Julho de 2022 à Junho de 2023.

   

Bandeira Verde

A Bandeira verde é o indicativo de que as condições estão favoráveis à geração de energia, ou seja, não há quadro de escassez e os custos de produção estão dentro do esperado ou “normais”. Desta maneira o consumidor não sofre cobrança adicional. 

Bandeira amarela

A taxação é aplicada a partir da Bandeira Amarela. Em contraste com a Bandeira Verde, essa bandeira indica condições moderadas para geração de energia, isto é, que geram custos de produção maiores.

A taxa aplicada anteriormente era de R$1,874 a cada 100 kWh consumidos e teve um aumento de aproximadamente 59% em relação à taxa anterior, passando a custar R$2,989 a cada 100 kWh consumidos.

Bandeira Vermelha I

A Bandeira Vermelha I, como a cor sugere, é um indicador de crise hídrica, ou seja, condições ruins para a produção de energia, gerando custos de produção maiores e por consequência, se torna necessária a taxação.

O acréscimo vigente no ano anterior, era de R$3,971 a cada 100 kWh consumidos. Agora a partir do reajuste deste ano, a taxa teve um aumento de aproximadamente 63,5%, chegando a R$6,500 a cada 100 kWh consumidos.

Bandeira Vermelha II

Bandeira Vermelha II é o indicativo de uma crise hídrica ainda maior que a Bandeira Vermelha I, já indica. Essas secas prejudicam e sobrecarregam o sistema de geração de energia hidrelétrica e são precisos outros meios de produção, como as termelétricas anteriormente citadas

A taxação que já possui um valor expressivo, teve o menor aumento dentre as outras, aproximadamente 3,2% em relação ao ano anterior. Indo de R$ 9,492 para R$ 9,795 a cada 100 kWh consumidos.

Como fugir do reajuste tarifário?

Uma alternativa a esses aumentos nas contas de energia elétrica é a instalação de um sistema de geração de energia fotovoltaico. Assim sendo, é considerado um investimento muito rentável, justamente pelo fato do Brasil ter um dos maiores índices de incidência de radiação solar no mundo, torna o setor um dos mais promissores na área de geração de energia, sendo a melhor opção para quem quer economizar, proteger o meio ambiente, e ainda, se ver livre das altas tarifas de energia elétrica.

Além disso, o payback (tempo que leva para o investimento “se pagar”) é, sem dúvida, um dos mais vantajosos existentes no mercado atualmente. No cálculo é importante considerar os dois principais fatores: o valor investido e o tempo de retorno. Em média o  retorno do investimento em um sistema fotovoltaico residencial é de 4 anos, já para empresas o payback fica em torno de 5 anos. Logo, um sistema fotovoltaico projetado por uma empresa especialista no segmento, como a Ecoa, irá funcionar por pelo menos 30 anos. Assim, depois desses 5 anos, serão aproximadamente 25 anos apenas “lucrando” com a geração de energia solar.

Além da energia solar produzida abater mensalmente o valor da conta de energia da unidade consumidora. A produção excedente será transformada em créditos, sendo que esses, também poderão ser utilizados em um prazo de 60 meses. Tanto no local em que está instalado, quanto em outro local de mesma titularidade. Com a condição de que estejam na mesma área de concessão e estejam enquadrados no formato de autoconsumo remoto, geração compartilhada ou condomínios.

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