Análise de viabilidade econômica da implantação de sistema fotovoltaico no prédio de EPS da UFSC

Abstract

O crescente desafio orçamentário das Universidades Federais, impulsionado pelas elevadas despesas com energia elétrica, exige a adoção de soluções sustentáveis e economicamente viáveis, como a Geração Distribuída fotovoltaica. Diante da barreira da medição agregada nos campi, que impede a gestão energética individualizada por edifício, este estudo foca em desenvolver uma metodologia robusta para avaliar o potencial de autossuficiência de um prédio específico. O trabalho teve como objetivo central avaliar a viabilidade da instalação de um sistema fotovoltaico de 69,661 kWp no Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas (EPS) da UFSC. O método empregou modelagem 3D (SketchUp/PVSyst) para simular a geração anual no primeiro ano de 79,28 MWh e desenvolveu uma metodologia para estimar o consumo individual da edificação (149.630,54 kWh/ano), contornando a ausência de medição individualizada ao aplicar Fatores de Potência, Demanda, Carga e um Fator de Utilização baseado na sazonalidade da unidade consumidora CMD01. Os principais resultados demonstram a viabilidade econômica do projeto em ambos os cenários de investimento, com o Cenário I (otimista) apresentando um rápido Payback Descontado de 3,5 a 4,9 anos e uma alta Taxa Interna de Retorno (TIR) de 31,12% ao ano, superando a taxa básica de juros (Selic) de 15% ao ano (2025). O sistema garante um Fator de Autossuficiência de 52,98% no primeiro ano de operação, confirmando que toda a energia gerada é utilizada localmente para abater as despesas. A conclusão é que o projeto é economicamente viável e robusto, reforçando a estratégia de redução de custos operacionais da universidade. A principal contribuição acadêmica consiste na formulação de um roteiro metodológico que integra a estimativa de consumo e o cálculo do nível de autossuficiência a partir da simulação 3D da geração fotovoltaica, possibilitando também a análise econômica da Geração Distribuída em edifícios individuais sob medição agregada.

The growing budgetary challenge for Federal Universities, driven by high electricity costs , demands the adoption of sustainable and economically viable solutions, such as photovoltaic Distributed Generation. Faced with the barrier of aggregated metering across campuses, which prevents individualized energy management per building , this study focuses on developing a robust methodology to evaluate the self-sufficiency potential of a specific building. The work's central objective was to assess the feasibility of installing a 69.661 kWp photovoltaic system on the Department of Production and Systems Engineering (EPS) building at UFSC. The method employed 3D modeling (SketchUp/PVSyst) to simulate an annual generation on the first year of 79.28 MWh and developed a methodology to estimate the building's individual consumption (149.630,54 kWh/year) , circumventing the lack of individual metering by applying Power, Demand, and Load Factors, alongside a Utilization Factor based on the seasonality of the CMD01 consumer unit. The main results demonstrate the economic feasibility of the project in both investment scenarios , with Scenario I (optimistic) showing a rapid Discounted Payback of 3.5 to 4.9 years and a high Internal Rate of Return (IRR) of 31.12% per year , significantly surpassing the benchmark interest rate (Selic) of 15% per year (2025). The system ensures a Self-Sufficiency Factor of 52.98% in the first year of operation , confirming that all generated energy is utilized locally to offset costs. The conclusion is that the project is economically viable and robust, strengthening the university's operational cost reduction strategy. The main academic contribution lies in the formulation of a methodological framework that integrates the estimation of energy consumption and the calculation of the self-sufficiency level based on 3D simulation of photovoltaic generation, while also enabling the economic analysis of Distributed Generation in individual buildings under aggregated metering.