Corrigir a inclinação dos módulos FV é economicamente viável?

Fonte: Canal Solar by Mateus Vinturini

Este artigo aborda o ajuste da inclinação dos módulos solares e sua viabilidade econômica.

Figura 1: Módulos sobre telhado - Fonte: Canal Solar

Sabe-se que é possível aumentar ou até mesmo corrigir a inclinação dos módulos fotovoltaicos instalados sobre uma cobertura por meio de estruturas de ajuste especiais. Isso pode proporcionar ganho energético maior, mas será que é economicamente viável e apresenta algum ganho expressivo em todos os casos?

Figura 2: Representação de um sistema fotovoltaico com módulos rentes ao telhado (esquerda) e sistema com adaptação de inclinação (direita) - Fonte: Canal Solar

No estudo, foram comparados dois sistemas localizados na região de Campinas (SP): o primeiro com os módulos rentes ao telhado, com 10º de inclinação, e o segundo com os módulos presos a uma estrutura “adaptada” para laje, fazendo com que os módulos fiquem com a inclinação de 23 graus, que é ótima para a latitude em que o sistema se encontra. Em ambos os casos, os módulos foram posicionados com o azimute Norte.

O sistema testado possuía 10 módulos de 400 Wp ligados a um inversor de 3,6 kW, com uma única entrada de MPPT.

Para se obter o valor da energia gerada nas duas situações foi utilizado o software PVSyst, com as perdas dos dois sistemas (cabeamento, mismatch, temperatura e etc.) idênticas. Com o valor da energia anual calculado, foi utilizado o custo da tarifa de energia compensável para um cliente B1 - residencial, que na data do estudo era cerca de 0,65 R$/kWh.

Para o custo da estrutura, foi utilizado uma média de valores encontrados no mercado - cerca de R$ 375,00 para a solução própria para telhado cerâmico e R$ 1355,00 para o triângulo próprio para lajes que foi “adaptado” para corrigir a inclinação dos módulos. Logo, neste exemplo a diferença de custo entre os dois sistemas foi de R$ 980,00.

Geração de energia e ganho econômico

A tabela abaixo mostra a quantidade de energia gerada em cada um dos sistemas em estudo:

Tabela 1: Energia gerada pelos sistemas em estudo no primeiro ano - Fonte: Canal Solar

Uma análise rápida para o ano 1° mostra que a diferença de energia gerada é pequena, o que reflete em aproximadamente R$ 196,30. Para entender o impacto no desempenho econômico do sistema foi preciso analisar o impacto das diferenças de geração ao longo dos 25 anos de operação.

Os dados ano a ano foram gerados através do mesmo software, assumindo uma inflação no custo de energia de 2% ao ano e estão condensados na tabela abaixo:

Tabela 2: Energia gerada pelos sistemas em estudo em 25 anos - Fonte: Canal Solar

Ao se analisar separadamente, o custo extra da estrutura adaptada só será compensado ao quinto ano. Ao longo de 25 anos de operação o sistema com a estrutura adaptada economizará R$ 6.572,00 a mais do que o sistema rente ao telhado.

Porém, ainda devem ser descontados desse ganho a diferença de custo da estrutura (R$ 980,00), o aumento no gasto de horas de mão-de-obra (1 dia de trabalho a mais ~ R$ 150,00), o que diminui o ganho para R$ 5.442,00.

Ou seja, para este caso, existem ganhos financeiros quando analisamos esta adaptação. Porém, perto da economia total de energia do sistema durante os 25 anos (R$ 115 mil para o sistema rente ao telhado, R$ 121 mil para estrutura adaptada) o benefício se torna pouco significativo, cerca de 4,5%.

Uma solução para contornar o problema que não envolva “adaptações”, principalmente no caso em que a geração para o sistema rente ao telhado não fosse capaz de entregar toda a energia requerida, é a adição de mais um módulo.

A tabela abaixo resume a geração de um sistema rente ao telhado com 1 módulo a mais, totalizando 11 placas, e as mesmas premissas dos casos anteriores.

Tabela 2: Comparação da geração com um modulo adicional - Fonte: Canal Solar

A adição de mais um módulo de 400 Wp, já levando em conta uma estrutura um pouco maior, gira em torno de R$ 800,00, que é mais barato do que o custo de adaptação de estrutura (R$ 980,00) e traz retorno financeiro mais vantajoso (diferença de R$ 7.000,00 ao longo de 25 anos).

Conclusão

Além do baixo retorno financeiro, a recomendação de não montar “adaptações” para a correção da inclinação dos módulos em telhados está diretamente ligada à questão da segurança. 

Módulos rentes ao telhado estão muito menos expostos a efeitos de arrancamento causados pelos ventos. A estrutura adaptada, até pela sua própria natureza, dificilmente segue as recomendações de fixação do fabricante e a resistência dos materiais à risca. O módulo, quando disposto conforme a figura abaixo, causa um efeito de vela, aumentando o stress mecânico de toda a estrutura.

Figura 3: Os esforços causados pelos ventos em sistemas FV - Fonte: Canal Solar

Já existem vários registros de estruturas que colapsaram pelo efeito dos ventos ou de sobrecarga, condições muito mais prováveis de se acontecer ao não respeitar a inclinação natural do telhado. Você pode ver um compilado desses registros clicando aqui.

Também é possível afirmar que instalações mais complexas, com “ajustes” e “adaptações” estão mais propensas a falhas de montagem. A complexidade da solução, aliada à falta de um padrão de montagem ou um manual, leva a mais erros, riscos de soltura, chamadas para correção de problemas e riscos desnecessários.

Portanto, essas adaptações em telhados inclinados não são recomendadas.