Avaliação Técnica e Econômica de PV + BESS em uma Unidade Residencial em Toledo-PR
Resumo
O consumo de energia elétrica no âmbito residencial tem previsão de aumento de 1,5% a.a., influenciando diretamente o balanço energético nacional, causado pelo aumento do número de consumidores. Tal fato, juntamente com os fatores climáticos, tem aumentado a busca por fontes alternativas de energia, o que, como consequência, também possui o benefício de economia financeira para o consumidor. A fotovoltaica é uma fonte de energia intermitente, que permite utilizar sistemas de armazenamento e deixar de utilizar da rede. O sistema SFV-BESS (Sistema Fotovoltaico + Battery Energy Storage System) pode se tornar uma opção viável, em especial a partir de 2023, ano em que a Lei n° 14.300/22 entrará em vigor, e na qual os créditos gerados serão taxados em 30 % a partir do momento em que forem injetados na rede. Desta forma, o objetivo do presente trabalho é avaliar a viabilidade técnica e econômica de uso do sistema PV-BESS por meio de índices financeiros como o Payback e ROI (Return of Investment). Para realizar o estudo utilizou-se do dimensionamento de um sistema fotovoltaico que suprisse a demanda de 17,25 kWh/dia, tomando como base uma residência localizada em Toledo – PR. A dispersão horária de consumo foi obtida por meio da faixa típica produzida, calculando-se a potência de pico para encontrar número de módulos e posteriormente a potência e número de inversores necessários. Para suprir a demanda no horário de pico, considerou-se um BESS de capacidade 10 kWh. Analisaram-se 3 cenários diferentes, considerando 1A um sistema fotovoltaico sem BESS em regime tarifário convencional, 2A um sistema fotovoltaico com BESS em regime tarifário convencional e 2B um sistema fotovoltaico com BESS em regime de tarifa branca. Em observância à geração dos 9 módulos PV e consumo da residência, o excedente foi considerado para carga do BESS até sua capacidade e o restante foi injetado na rede. Com o cenário de 25 anos e a Lei n° 14.300/22, observa-se que o cenário 1A foi o mais viável para aplicação, com retorno de 6,86 anos, comparado a 9,78 e 8,91 de 2A e 2B, respectivamente. Tal diferença no payback 1A deve-se ao maior crédito disponível na rede para os meses de maio a julho, em que o BESS não é carregado totalmente. Outro fator relevante foi o alto investimento inicial com o BESS do caso 2 (A e B), cujas tecnologias são consideradas financeiramente inviáveis para o sistema estudado.
Palavras-chave: tarifa branca, fotovoltaica, BESS, payback
Avaliação Técnica e Econômica de PV + BESS em uma Unidade Residencial em Toledo-PR
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DOI: 10.22533/at.ed.6172222091
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Palavras-chave: tarifa branca, fotovoltaica, BESS, payback
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Keywords: white tariff, photovoltaic, BESS, payback.
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Abstract:
Abstract
Residential electricity consumption is expected to increase by 1.5% per year, linked to an increase in the number of consumers and directly influencing the national energetic balance. There are also weather-related factors that estimulate the investiment in alternative sources of energy, which furthermore provide to the consumers benefits from economic savings. Photovoltaics are an intermittent source, which allow the use of energy storage systems, as well as off-grid installation. The PV-BESS system (Photovoltaic System + Battery Energy Storage System) can become a viable option, especially from 2023, the year in which Law No. 14.300/22 will become valid and a taxation of 30% will be applied from the moment of energy injection into the grid. In this context, the objective of the present work is to evaluate the technical and economic use of the PV-BESS system through financial indices such as Payback and ROI (Return of Investment). To carry out the study, we used the design of a photovoltaic system that supplied a demand of 17.25 kWh/day, based on a residence located in Toledo-PR. The consumption dispersion along time was compared to the typical generation profile. The maximum generated power was used in the calculation of the number of modules and then the number of inverters. Based on that and to meet the peak demand, a 10kW BESS was chosen. Three different scenarios were considered, i.e. (1A) a photovoltaic system without BESS in a conventional tariff regime, (2A) a photovoltaic system with BESS in a conventional tariff regime, and (2B) a photovoltaic system with BESS in a white tariff regime. In compliance with the generation of the 9 PV modules and consumption of the residence, the additional generated energy was considered as load to the BESS until its capacity was reached and then the remainder was injected into the network. Within a 25-year scenario and by taking into account Law No. 14,300/22, scenario 1A was the most viable with a return of 6.86 years, compared to 9.78 and 8.91 for 2A and 2B, respectively. The difference in the 1A payback compared to the other scenarios is due to the greater credit obtained from the grid for the months of May and July, in which the BESS is not fully loaded. The high initial investment was another relevant factor for scenarios 2 (A and B) to be considered financially impracticable.
Keywords: white tariff, photovoltaic, BESS, payback.
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Número de páginas: 8
- Oswaldo Hideo Ando Junior
- Joylan Nunes Maciel
- Marco Roberto Cavallari
- Jorge Javier Gimenez Ledesma
- Vitor Finger Tureta
