5.1 FOTOVOLTAICA
Para dar início ao estudo do sistema fotovoltaico, foi determinado que a edificação que seria implantado as células fotovoltaicas seria a mesma que abrigava 100 bovinos de leite em confinamento na propriedade, tendo uma área de 275 m², com a sua fachada frontal orientada para o Norte e a parte traseira para o Sul, possuindo 25 metros de comprimento e 11 metros de largura.
Para o dimensionamento da potência fotovoltaica a ser instalada e a quantidade de componentes do sistema de geração, foi utilizado uma fatura de energia elétrica da edificação, onde se efetuou uma média do consumo dos últimos 12 meses, que resultou em uma média de 1.729,25 kWh/mês.
Através das Equações 2, 3 e 4 foi possível determinar respectivamente a energia gerada por cada módulo fotovoltaico, a energia produzida por este módulo ao longo de um mês e o número de módulos necessários para produzir os 1.729,25 kWh/mês que o sistema consome de energia elétrica.
Diante disso conclui-se que para produzir a energia média consumida pela granja seriam necessários a instalação de 35 módulos com potência de 335 W. Para dar continuidade ao estudo de caso, foram feitos duas análises uma com 36 módulos e outra com 48 módulos fotovoltaicos (ambos casos com potência de 335 W).
O sistema com 36 módulos, ocuparia uma área de 70 m² e um custo de investimento de R$ 67.416,00. Diante disso apresentou uma potência instalada de 12,06 kW e também geraria mais energia do que consumiria ao longo do ano, potência injetada (21.077,88 kWh) é maior que a consumida (20.751 kWh), porém nessa nova análise o sistema além de gerar crédito com o excedente da energia gerada, também faz uso desses créditos em alguns meses do ano onde a energia gerada é inferior à consumida, tornando o sistema ideal para este fim.
Para o caso das 48 placas pode-se observar que o sistema fotovoltaico ocuparia um espaço físico de 93,12 m² e teria um custo de R$ 75.816,00. Para este caso o sistema apresentaria uma potência instalada de 16,08 kW, logo iria gerar
mais energia do que consumir ao longo do ano, potência injetada (28.098 kWh) é maior que a consumida (20.751 kWh). Desta forma, apresentou uma economia de R$ 4.827,63 ao longo de um ano e um crédito acumulado de 7.347 kWh, o que levou a constatar que o sistema estava superdimensionado, pois todos meses apresentaram créditos, os quais, caso o sistema continuasse gerando mais energia do que consumindo, nunca iria usufruir.
Para verificar a validade dos procedimentos e avaliar o sistema foram utilizados conceitos de Engenharia Econômica e Avaliações para avaliar o processo financeiro. Tecnicamente, foram analisados os dois casos, o que permitiu concluir que para o sistema montado com 36 módulos, teria um retorno financeiro em 14 anos e dois meses, já para as 48 placas o retorno do capital investido seria de 15 anos e oito meses, pois o investimento total teve um aumento de R$ 8.400,00. O que a primeiro momento pareceu ser um investimento satisfatório, pois em ambos os casos ficaram abaixo do tempo de vida útil do sistema que é de 20 anos.
Porém, ao analisar a taxa interna de retorno de ambos investimentos, observou-se que nos dois casos a taxa ficou entre 2,43 a 6%, ou seja, abaixo da TMA de 7,56% do projeto, tanto para um período de tempo de vida útil do sistema que é de 20 anos e após 30 anos; em síntese conclui-se pela inviabilidade econômica deste investimento, embora tecnicamente possível.
5.2 BIOGÁS
Para dar início ao estudo do biogás, foi determinado o local do projeto que se encontra no interior do município de Ijuí, na Linha Seis Leste Vila Floresta. A propriedade rural em questão comporta um tampo de leite com 100 bovinos de leite confinados, o que acarreta na aquisição facilitada do esterco, que é a matéria prima do biogás e irá ser aproveitada como fonte alternativa de geração de energia elétrica.
Através das Equações 18, 19 e 20 foi possível determinar respectivamente a quantia de biogás produzida por animal, por dia e considerando uma margem menor de erros no dimensionamento do gerador a ser utilizado foi possível determinar o potencial de geração de biogás na propriedade, que foi de 28 m³/dia, o que representa 840 m³/mês e corresponde a 1400 kWh por mês.
Logo, considerou-se 3 horas diárias de operação do motor-gerador já existente na propriedade (25 kVA) com um rendimento de 80%, o sistema iria produzir anualmente uma potência de 21.900 kWh, o que resultaria na mesma economia apresentada pelo sistema solar fotovoltaico com 48 módulos. Isso se deve pelo fato que todos os meses apresentaram crédito, pois o sistema está gerando mais energia do que consumindo ao longo do ano, potência injetada (21.900 kWh) é maior que a consumida (20.751 kWh), apresentando uma economia de R$ 4.825,45 ao longo de um ano e um crédito acumulado de 1.202 kWh.
Desse modo, entrou-se em contato com empresas especializadas na área e solicitado um orçamento, assim foi possível estimar dois custos finais para a implantação do sistema de tratamento de dejetos do gado de leite, um sem os adicionais e outro com todos os opcionais.
Para o caso com todos opcionais pode-se observar um custo total de R$ 251.430,00, contando com uma economia anual de R$ 4.825,45, resultou em um retorno do capital investido de 52 anos e um mês, sem contar as manutenções efetuadas no período. Paralelamente a isto, o sistema montado sem os opcionais, teria um retorno financeiro em 43 anos e quatro meses, pois o investimento total teve uma redução de R$ 42.360,00.
Em suma analisando os dois resultados, pode-se concluir que a taxa interna de retorno de ambos ficou entre -3 a 1%, ou seja, não apenas abaixo da TMA de 7,56% do projeto, chegando a ser negativo em ambos casos após 30 anos, portanto, conclui-se que não é economicamente atraente um possível investimento.