Aula 6 ENERGY

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AULA 6 
ENERGIA SOLAR 
Profª Juliana D’Angela Mariano 
 
 
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TEMA 1 – SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE – SISTEMAS 
FOTOVOLTAICOS ON-GRID 
O sistema de energia solar on-grid, ou sistema fotovoltaico conectado à 
rede (SFVCR), é aquele que permanece conectado à rede de distribuição. Assim, 
em momentos em que não há produção de energia, é possível utilizá-la da 
distribuidora e, em casos de excesso de produção, são recebidos créditos de 
energia (Portal Solar, 2023). 
Agora, vamos entender as principais características dos sistemas 
fotovoltaicos conectados à rede elétrica. A seguir, são listadas as principais 
características desses sistemas, conforme Mariano e Urbanetz (2022): 
• Operam com conexão à rede elétrica pública; 
• A energia gerada é injetada na rede elétrica. Não necessitam de 
elemento armazenador; 
• Na falta da rede elétrica (desligamento para manutenção ou falha) os 
• SFVCR se desconectam automaticamente da rede, deixando de 
fornecer energia, evitando o ilhamento; 
• Segurança da rede e dos usuários; 
• Quando a rede elétrica é restabelecida, automaticamente os SFVCR 
se reconectam e passam a fornecer energia à rede; 
• Utilizados como forma de geração distribuída, integrados a edificações 
urbanas (kW); 
• Utilizados para geração centralizada, com grande potência instalada (MW); 
• Elevada produtividade (YIELD) – kWh/kWp. 
As potências instaladas vão desde poucos kWp em instalações residenciais 
até alguns MWp em grandes sistemas operados por empresas. Além do baixo 
impacto na fase de operação, esses sistemas apresentam diversas facilidades, 
como instalação junto ao ponto de consumo, ausência de peças móveis, baixo 
índice de manutenção, geram energia elétrica imediatamente após a instalação, 
operam silenciosamente e com alta confiabilidade em paralelo a rede elétrica 
local, além de serem modulares permitindo a expansão dos sistemas ou 
reinstalação em outros locais (Urbanetz Junior, 2010). 
Do ponto de vista da eficiência energética, esses sistemas podem ser 
considerados bastante ideais, visto que a geração e o consumo de energia têm 
coincidência espacial, minimizando perdas por transmissão, comuns aos sistemas 
geradores centrais tradicionais. Dependendo do perfil de consumo, muitas vezes, 
pode ocorrer uma coincidência temporal com a geração solar, como no caso da 
demanda por ar-condicionado, em que a coincidência é perfeita, visto que a 
 
 
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potência elétrica demandada por ar-condicionado é máxima quando a irradiação 
é máxima (Ruther, 2004). 
Dessa forma, ainda que no sistema elétrico brasileiro o principal pico de 
consumo tenha início por volta do pôr do sol, vários ramais das concessionárias 
elétricas têm picos coincidentes com a máxima oferta solar, aumentando o valor 
da energia gerada nesses períodos. 
Os sistemas solares fotovoltaicos conectados à rede oferecem uma série 
de vantagens para o sistema elétrico, muitas das quais estão relacionadas a 
custos evitados. Dentre elas, podem-se destacar: 
• Perdas por transmissão e distribuição de energia são minimizadas; 
• Investimentos em linhas de transmissão e distribuição são reduzidos; 
• Não é necessário ter área livre, já que a área necessária é a própria edificação. 
TEMA 2 – EQUIPAMENTOS DO SISTEMA 
Veremos os equipamentos que compõem um sistema fotovoltaico 
conectado à rede elétrica. Além disso, entenderemos a interação entre cada um 
deles. A seguir, listamos cada equipamento constituinte desse sistema e, 
posteriormente, abordaremos sua definição. 
• Módulo FV; 
• Inversor; 
• Proteções elétricas. 
Os módulos fotovoltaicos são os responsáveis por gerar energia elétrica, 
nas mais diversas potências de operação. Sabemos que esse equipamento gera 
energia em corrente contínua, o que requer o emprego de outros equipamentos 
quando se deseja atender a cargas de corrente alternada, que é o caso dos 
nossos equipamentos e eletrodomésticos residenciais. 
2.1 Inversor 
O inversor é o dispositivo eletrônico que converte energia elétrica em CA a 
partir de uma fonte de energia elétrica em CC. A energia CC pode ser proveniente, 
por exemplo, de baterias, células a combustível ou módulos fotovoltaicos. No que 
se refere aos parâmetros elétricos, esse equipamento deve apresentar uma 
tensão CA de saída com amplitude, frequência e conteúdo harmônico adequados 
 
 
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às cargas a serem alimentadas. Adicionalmente, no caso de sistemas conectados 
à rede elétrica a tensão de saída do inversor deve ser sincronizada com a tensão 
da rede. 
Equipamentos devem ter proteção anti-ilhamento, conferindo segurança 
aos operadores e técnicos, quando ocorre eventual manutenção e operação da 
rede elétrica local. Assim, a segurança dos inversores na operação é garantida e 
regulamentada por normas internacionais e nacionais, como a IEEE-519, IEEE-
929, IEC-62116 e a NBR IEC 62116, sendo consenso entre todas essas normas 
um tempo máximo de desconexão do inversor equivalente a 2 segundos após a 
detecção do desligamento da rede elétrica. 
Outro importante aspecto na operação de sistemas fotovoltaicos 
conectados à rede é o ponto de operação a que estão submetidos os módulos 
fotovoltaicos. Estes apresentam uma região de operação chamada de ponto de 
máxima potência (MPP), função presente no inversor de SFVCR, em que a 
potência fotogerada, que é o produto tensão x corrente, proporciona seu máximo 
valor. Esse valor varia continuamente em função da irradiância e da temperatura. 
Consequentemente, sistemas que também de modo contínuo busquem colocar 
os módulos fotovoltaicos para operar em MPP são capazes de melhorar o 
desempenho do sistema (Mariano; Urbanetz, 2022). 
Com relação à potência nominal, os inversores empregados em 
microgeração geralmente são monofásicos com potências tipicamente de até 
5 kW, podendo ser utilizado mais de um inversor para determinado arranjo 
fotovoltaico separado por strings, ou seja, módulos fotovoltaicos conectados em 
série (Mariano; Urbanetz, 2022). 
Portanto, a escolha do inversor em um SFVCR deve considerar diversos 
parâmetros, dentre eles: tensão de entrada, potência nominal, quantidade de 
strings que o inversor suporta, sistema de diagnóstico e monitoramento de 
parâmetros como tensão e frequência da rede, e sua homologação obrigatória 
para atuação junto à rede (Mariano; Urbanetz, 2022). 
2.2 Proteções elétricas 
O correto dimensionamento e a adequada utilização de dispositivos de 
proteção contribuem para a minimização ou até mesmo a eliminação de falhas. 
Desse modo, o avanço tecnológico dos componentes dos SFVCR faz com que 
 
 
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todos eles apresentem, além de robustez, dispositivos de proteção integrados 
(Mariano; Urbanetz, 2022). 
Nesse sentido, além dos dispositivos de proteção integrados aos 
equipamentos, a instalação de outros dispositivos de proteção deve ser prevista, 
como disjuntores, dispositivos de proteção contra surtos (DPS), sistemas de 
aterramento e sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) 
(Mariano; Urbanetz, 2022). 
Para garantir segurança às manobras elétricas, a regulamentação da 
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) inicialmente exigia como padrão 
técnico a instalação, após o medidor, de uma chave secionadora sob carga, 
denominada dispositivo de seccionamento visível (DSV), utilizada para garantir a 
desconexão da geração fotovoltaica durante procedimentos de manutenção da 
rede. Entretanto, o uso do DSV não é mais obrigatório conforme regulamentação 
da ANEEL, cabendo ao projetista sua aplicação no projeto e dimensionamento 
dos SFVCR (Mariano; Urbanetz, 2022). 
2.3 Fiação elétrica 
Módulos fotovoltaicos têm garantia média de até 25 anos e os condutores 
elétricos devem ser dimensionados e instalados de modo que sua vida útil seja, 
no mínimo, o mesmo período. 
Os condutores devem ser fixados à estrutura para evitar esforço contra o 
vento e prevenir ação de animais roedores. Se expostosà radiação ultravioleta 
(UV) devem ter especificação adequada ou ser protegidos em eletrodutos com 
proteção a UV. Além disso, devem ser dimensionados para queda de tensão de 
no máximo de 4%. 
As cores dos fios são padronizadas pela NBR 5410, facilitando a instalação 
e manutenção. Quanto ao padrão de cores, a ordem é a seguinte: positivo – cor 
vermelha; negativo – cor preta; fase – qualquer cor diferente das demais; neutro 
– cor azul; e terra – cor verde ou verde-amarelo. 
2.4 Conectores 
Os conectores do tipo MC4 foram desenvolvidos pela empresa suíça Multi 
Contact, atualmente parte do grupo Stäubli, e logo ganharam a preferência do 
mercado; vieram em substituição aos seus antecessores MC3. 
 
 
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Os conectores MC4, genericamente falando, são empregados nos 
terminais positivo e negativo dos módulos fotovoltaicos. São também usados nos 
cabos que fazem a conexão das strings às stringboxes e destas para os 
inversores. Muitos inversores já apresentam conexões elétricas no padrão MC4. 
A melhor prática recomenda sempre utilizar na instalação fotovoltaica conectores 
de mesma fabricação (Canal Solar, 2023). 
TEMA 3 – APLICAÇÕES DE SISTEMAS ON-GRID 
A seguir, veremos as diferentes aplicações desses sistemas. De acordo 
com Ruther (2004), as instalações fotovoltaicas conectadas à rede elétrica pública 
podem apresentar duas configurações distintas: 
• De forma aplicada/integrada a uma edificação, por exemplo, no telhado 
ou fachada de um prédio e, portanto, junto ao ponto de consumo; 
• De forma centralizada como em uma usina geradora convencional – 
neste caso, normalmente a certa distância do ponto de consumo. 
A energia solar fotovoltaica distribuída elimina vários desses problemas. 
Sistemas fotovoltaicos integrados a edificações urbanas e à rede elétrica pública 
são a mais recente tendência nessa área e se justificam porque tanto o recurso 
energético solar quanto a demanda energética em edificações urbanas têm 
caráter distribuído (Ruther, 2004). 
Na forma aplicada a uma edificação, os módulos fotovoltaicos podem ser 
aplicados em telhados e coberturas nas edificações, sendo conhecidos como 
BAPV (sigla do inglês para Building Applied Photovoltaic System). Também é 
possível empregá-los na construção, substituindo outros materiais, como janelas, 
telhas ou coberturas de estacionamento, sendo conhecidos como BIPV (sigla do 
inglês para Building Integrated Photovoltaics System). 
Os sistemas BIPV, além de gerarem eletricidade, podem fornecer 
funcionalidades adicionais para o edifício, como proteção contra os raios do sol, 
isolamento térmico, proteção contra chuva, sombreamento parcial de áreas, 
substituição de telhas etc. 
No cenário brasileiro, após a implementação da resolução normativa 
482/2012 da ANEEL e posterior atualização com a 687/2015, houve um aumento 
significativo de instalações de micro (até 75 kW) e mini (até 5 MW) centrais FV no 
Brasil. De acordo com a ANEEL, até o setembro de 2021 foram implementadas 
 
 
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608.636 unidades FV geradoras no país, o que representa 6.956.831,14 kWp, ou 
seja, 7 GWp. 
Quanto às usinas FV de larga escala, houve implementação de 
3.844.373,49 kWp de potência fiscalizada, conforme aponta o Sistema de 
Informações de Geração da ANEEL (SIGA), totalizando 10,3 GWp de potência 
instalada de capacidade de geração FV do Brasil. 
A usina fotovoltaica de forma centralizada, como em uma usina central 
geradora convencional, normalmente é instalada a certa distância do ponto de 
consumo. Apesar de a geração ser centralizada, a energia pode ser entregue à 
rede elétrica local. 
No tocante aos impactos ambientais ocasionados por usinas fotovoltaicas, 
estes se mostram significativos em sua fase de construção, dependendo da 
localidade e dimensão da planta. Entretanto, no caso da geração distribuída, ou 
seja, aplicação de várias plantas de pequena potência em centros urbanos, é 
preciso dar destaque especial devido à possibilidade de instalação em áreas 
existentes, como telhados e fachadas. Por esse motivo, a implantação desses 
sistemas e a modificação do cenário urbano, com a adesão de módulos 
fotovoltaicos, apresentam impacto social e ambiental muito menor do que os 
causados por usinas hidrelétricas e termelétricas . 
TEMA 4 – MODELOS ADOTADOS EM RELAÇÃO À TARIFA DE ENERGIA 
Existem diversos modelos adotados para tarifar o excedente de energia 
que SFVCR injetam na rede. Há quatro fluxos de potência de energia que circulam 
na instalação que possui um SFVCR. Primeiramente, a corrente produzida em CC 
pelo SFVCR representada; após ser convertida pelo inversor de corrente e tensão, 
essa corrente estará pronta para uso nos aparelhos domésticos. No entanto, antes 
de alimentar essas cargas, ela precisa ser distribuída pelo quadro elétrico, para 
então energizar as cargas. Quando há irradiação solar e baixo consumo de 
eletricidade, a energia passará por um medidor bidirecional seguindo para a rede 
elétrica local. Caso contrário, a energia da rede passará por esse medidor e 
alimentará os circuitos da instalação. 
Quem fará esse controle é a concessionária de energia local, podendo 
aplicar diferentes modelos de comercialização. O primeiro deles é o sistema Net 
Metering, modelo em que o gerador fotovoltaico troca a energia que produz 
(recebendo créditos em kWh) para serem consumidos. Outro modelo aplicável 
 
 
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presente em muitos países da Europa é a tarifa-prêmio, em que o gerador 
fotovoltaico vende tudo o que produz (recebendo a tarifa-prêmio) e o consumidor 
compra da concessionária tudo o que utiliza da (pagando a tarifa de sua classe 
tarifária). 
No Brasil, o modelo aplicado é o sistema de compensação, similar ao Net 
Metering, em que o gerador fotovoltaico troca a energia que produz (recebendo 
créditos em kWh) para serem consumidos. Assim, o consumo é definido pelo 
produto da tarifa incidente no local pela energia consumida (kWh), pelos impostos 
menos o crédito, que é o valor do da energia excedente que o sistema gerou. 
TEMA 5 – LEGISLAÇÃO DOS SFVCR 
A seguir, abordaremos a legislação que estabelece a regulamentação 
específica para geração distribuída de energia: a Resolução Normativa n. 482 da 
ANEEL, em que os consumidores podem gerar sua própria energia por meio de 
energias renováveis, trocando energia com a distribuidora local com objetivo de 
reduzir o valor da sua fatura de energia elétrica. Devido ao aumento nas 
instalações de sistemas geradores de energia, a ANEEL aprovou aprimoramentos 
na Resolução Normativa n. 482/2012, ampliando e agilizando o acesso ao sistema 
de compensação de energia elétrica aos usuários. 
Segundo as regras da Resolução Normativa n. 687/2015, é permitido o uso 
de qualquer fonte renovável, além da cogeração qualificada, denominando-se 
microgeração distribuída a central geradora com potência instalada até 75 kW e 
minigeração distribuída aquela com potência acima de 75 kW e menor ou igual a 
5 MW (sendo 3 MW para a fonte hídrica), conectadas na rede de distribuição por 
meio de instalações de unidades consumidoras . 
Assim, quando a quantidade de energia gerada em determinado mês for 
superior à energia consumida, o consumidor fica com créditos que podem ser 
utilizados para diminuir a fatura dos meses seguintes. O prazo de validade dos 
créditos passou de 36 para 60 meses, sendo que também podem ser usados para 
abater o consumo de unidades consumidoras do mesmo titular situadas em outro 
local, desde que na área de atendimento de uma mesma distribuidora. Esse tipo 
de utilização dos créditos foi denominado autoconsumo remoto. 
Outra inovação da norma diz respeito à possibilidade de instalação de 
geração distribuída em condomínios (empreendimentos de múltiplas unidades 
 
 
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consumidoras). Nessa configuração, a energia gerada pode ser repartida entre os 
condôminos em porcentagens definidas pelos próprios consumidores. 
A ANEEL criou ainda a figurada geração compartilhada, possibilitando que 
diversos interessados se unam em um consórcio ou em uma cooperativa, instalem 
micro ou minigeração distribuída e utilizem a energia gerada para redução das 
faturas dos consorciados ou cooperados. 
Com relação aos procedimentos necessários para conectar a micro ou 
minigeração distribuída à rede da distribuidora, a ANEEL estabeleceu regras que 
simplificam o processo, instituindo formulários padrão para realização da 
solicitação de acesso pelo consumidor. O prazo total para a distribuidora conectar 
usinas de até 75 kW, que era de 82 dias, foi reduzido para 34. Adicionalmente, 
desde janeiro de 2017, os consumidores podem fazer a solicitação e acompanhar 
o andamento de seu pedido junto à distribuidora pela internet. 
Por fim, é importante ressaltar que, para unidades consumidoras 
conectadas em baixa tensão (grupo B), ainda que a energia injetada na rede seja 
superior ao consumo, será devido o pagamento referente ao custo de 
disponibilidade – valor em reais equivalente a 30 kWh (monofásico), 50 kWh 
(bifásico) ou 100 kWh (trifásico). Já para os consumidores conectados em alta 
tensão (grupo A), a parcela de energia da fatura poderá ser zerada (caso a 
quantidade de energia injetada ao longo do mês seja maior ou igual à quantidade 
de energia consumida), sendo que a parcela da fatura correspondente à demanda 
contratada será faturada normalmente (ANEEL, 2022). 
Nas alterações normativas referentes ao novo marco legal, a geração de 
energia elétrica em micro ou pequena escala pelos consumidores, com 
compensação da energia excedente lançada na rede elétrica, o texto proposto 
pela Agência altera as determinações quanto à micro e à minigeração em função 
do disposto na lei n. 14.300/2022 e no art. 1º da lei n. 14.120/2021. Serão 
alterados pontos das Resoluções Normativas n. 956 e 1.000/2021, que 
consolidaram, respectivamente, os procedimentos de distribuição e as regras de 
fornecimento de energia. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
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em: . Acesso em: 
26 fev. 2023. 
ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica. Regulação do novo marco legal de 
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https://www.gov.br/aneel/pt-br/assuntos/geracao-distribuida. Acesso em: 26 fev. 2023. 
CANAL SOLAR. Conectores MC4 genéricos são compatíveis? Disponível em: 
. Acesso 
em: 26 fev. 2023. 
MARIANO, J. A. A Integração dos Sistemas de Armazenamento de Energia 
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UTFPR. 2021. Defesa de tese (doutorado em Engenharia Civil). Curitiba: 
Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2021. 
MARIANO, J. A; URBANETZ JUNIOR, J. Energia solar fotovoltaica: princípios 
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fotovoltaica integrada a edificações urbanas e interligada à rede elétrica pública 
no Brasil. Editora UFSC, 2004. 
VILLALVA, M. G.; GAZOLI, J. R. Energia solar fotovoltaica: conceitos e 
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