Dimensionamento de uma central de miniprodução fotovoltaica para uma exploração agrícola direcionada à indústria de laticínios

Este documento apresenta o trabalho desenvolvido no âmbito da disciplina de “Dissertação/Projeto/Estágio”, do 2º ano do Mestrado em Energias Sustentáveis. O crescente consumo energético das sociedades desenvolvidas e emergentes, associado ao consequente aumento dos custos de energia e dos danos ambientais resultantes, promove o desenvolvimento de novas formas de produção de energia, as quais têm como prioridade a sua obtenção ao menor custo possível e com reduzidos impactos ambientais. De modo a poupar os recursos naturais e reduzir a emissão com gases de efeito de estufa, é necessária a diminuição do consumo de energia produzida a partir de combustíveis fósseis. Assim, devem ser criadas alternativas para um futuro sustentável, onde as fontes renováveis de energia assumam um papel fundamental. Neste sentido, a produção de energia elétrica, através de sistemas solares fotovoltaicos, surge como uma das soluções. A presente dissertação tem como principal objetivo a realização do dimensionamento de uma central de miniprodução fotovoltaica, com ligação à rede elétrica, em uma exploração agrícola direcionada à indústria de laticínios, e o seu respetivo estudo de viabilidade económica. A exploração agrícola, que serve de objeto de estudo, está localizada na Ilha Graciosa, Açores, sendo a potência máxima a injetar na Rede Elétrica de Serviço Público, pela central de miniprodução, de 10 kW. Para o dimensionamento foi utilizado um software apropriado e reconhecido na área da produção de energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos – o PVsyst –, compreendendo as seguintes etapas: a) definição das caraterísticas do local e do projeto; b) seleção dos módulos fotovoltaicos; c) seleção do inversor; d) definição da potência de ligação à rede elétrica da unidade de miniprodução. Posteriormente, foram estudadas diferentes hipóteses de sistemas fotovoltaicos, que se distinguem na opção de estrutura de fixação utilizada: dois sistemas fixos e dois com eixo incorporado. No estudo de viabilidade económica foram realizadas duas análises distintas a cada um dos sistemas fotovoltaicos considerados no dimensionamento, nomeadamente: uma análise em regime remuneratório bonificado e uma análise em regime remuneratório geral. Os resultados obtidos nos indicadores económicos do estudo de viabilidade económica realizado, serviram de apoio à decisão pelo sistema fotovoltaico mais favorável ao investimento. Conclui-se que o sistema fotovoltaico com inclinação adicional é a opção mais vantajosa em ambos os regimes remuneratórios analisados. Comprova-se, assim, que o sistema fotovoltaico com maior valor de produção de energia elétrica anual, que corresponde ao sistema fotovoltaico de dois eixos, não é a opção com maior rentabilidade em termos económicos, isto porque a remuneração proveniente da sua produção excedente não é suficiente para colmatar o valor do investimento mais acentuado de modo a obter indicadores económicos mais favoráveis, que os do sistema fotovoltaico com inclinação adicional. De acordo com o estudo de viabilidade económica efetuado independentemente do sistema fotovoltaico que seja adotado, é recuperado o investimento realizado, sendo a remuneração efetiva superior à que foi exigida. Assim, mesmo tendo em consideração o risco associado, comprova-se que todos os sistemas fotovoltaicos, em qualquer dos regimes remuneratórios, correspondem a investimentos rentáveis.

This document presents the work developed in the subject of "Dissertation/Project/Internship", of the 2nd year of the Master’s degree in Sustainable Energy. The growing energy consumption of developed and emerging societies, associated with the consequent increase in energy costs and environmental damage, promotes the development of new forms of energy production, which have as their priority to obtain the lowest possible cost and with reduced environmental impacts. In order to save natural resources and reduce emissions with greenhouse gases, it is necessary to decrease the consumption of energy produced from fossil fuels. Thus, alternatives must be created for a sustainable future, where the renewable sources of energy assume a key role. In this sense, the production of electricity, through solar photovoltaic systems, emerges as one of the solutions. The present dissertation has as main objective the realization of sizing a photovoltaic minigeneration system, connected to the electricity grid, on an agricultural holding directed to the dairy industry, and its respective economic viability study. The agricultural holding, which serves as the object of study, is located in Graciosa Island, Azores, being the maximum power to inject into the Electric Grid of Public Service, by the photovoltaic minigeneration system, of 10 kW. For the sizing it was used a recognized and appropriate software in the production of electricity area through photovoltaic systems - the PVsyst -, comprising the following steps: a) definition of the characteristics of the site and the project; b) selection of PV modules; c) selection of the inverter; d) definition of the connection power to the electrical grid of the photovoltaic minigeneration system. Posteriorly, were studied different hypotheses of photovoltaic systems, which differ in the choice of fixing structure used: two fixed systems and two with incorporated axis. Two distinct analyses were performed in the economic viability study for each of the photovoltaic systems considered in the sizing, namely: an analysis in special remuneration regime and an analysis in general remuneration regime. The results obtained in the economic indicators of the economic viability study performed, served as a decision support for the photovoltaic system more favourable to investment. It is concluded that the photovoltaic system with additional tilt is the most advantageous option for both remuneration regimes analysed. It is verified, thus, that the photovoltaic system with the highest production of electricity annually, which corresponds to the two axes photovoltaic system, isn't the option most profitable in economic terms, this is because the remuneration from its surplus production isn't sufficient to cover the investment more accentuated in order to obtain more favourable economic indicators, than the photovoltaic system with additional tilt. According to the economic viability study carried out independently of the photovoltaic system to be adopted, the investment is recovered and the effective remuneration is higher than what was required. Thus, even taking into account the risk associated, it is verified that all photovoltaic systems, in any remuneration regime, correspond to profitable investments.