A energia solar fotovoltaica apresentou crescimento exponencial no Brasil desde a criação da micro e minigeração distribuída pela ANEEL, que viabilizou o sistema de compensação de energia, são avanços significativos, já que se trata de uma fonte limpa, renovável e com baixa emissão de gases de efeito estufa.
Apesar dos avanços, surgem desafios técnicos à medida que a geração distribuída (GD) ultrapassa 20% de penetração. Estudos da Louisiana State Universyty mostram que esse patamar pode comprometer a estabilidade da rede.
Os principais problemas incluem:
Inversão de fluxo de potência;
Elevação de tensão nos alimentadores;
Sobrecarga reversa em transformadores.
Esses efeitos prejudicam a qualidade da energia. Para mitigá-los, o armazenamento de energia com BESS (Battery Energy Storage Systems) surge como solução eficaz. O BESS atua como um amortecedor da rede. Ele armazena o excedente de geração em horários de baixa demanda e libera nos horários críticos.
Mais que armazenar energia, o BESS permite aplicações estratégicas. Entre elas, a função Time Shift: uma arbitragem tarifária que consiste em armazenar energia fora de ponta (quando o kWh é barato) e utilizá-la no horário de ponta (quando é mais caro). Essa prática gera economia, otimiza o consumo e reduz a pressão sobre a rede.
Para entender na prática como o armazenamento pode otimizar a operação e reduzir custos, vamos analisar um estudo de caso detalhado com três cenários distintos.
Estudo de Caso
Neste artigo, iremos detalhar a função Time Shift do BESS por meio de um estudo de caso prático. Para isso, utilizaremos os dados da memória de massa de um cliente e calcularemos o payback do sistema. Ao longo do estudo, serão realizadas três comparações:
CENÁRIO 1: ”Sem BESS e SFV”, o cliente pagaria a fatura normalmente para a distribuidora, sem utilizar nenhuma tecnologia para reduzir os custos;
CENÁRIO 2: “Com BESS e sem SFV”, neste caso foi utilizado o BEES na função Time Shift, a fim de avaliar a economia gerada apenas com a arbitragem de energia;
CENÁRIO 3: “Com BESS e SFV”, combinou-se a produção de energia solar fotovoltaica durante o dia com o BESS, armazenando a energia gerada para utilizá-la no horário de ponta. Embora essa estratégia não seja classificada como Time Shift propriamente dito, trata-se, contudo, de uma solução altamente eficiente, pois permite suprir o consumo nos períodos de maior tarifa com energia própria, despachada no momento previsto, otimizando custos e aumentando a autonomia do sistema.
Dados do Cliente
A análise foi realizada com base no perfil de consumo de um cliente do grupo A4, sob o modelo tarifário verde industrial da Energisa – MS.
A partir dos dados de consumo do cliente, conforme tabela abaixo, o mês de referência escolhido foi onde se verificou a maior demanda medida no horário de ponta (129,20 kW) ao longo do ano. Nesse mês, o cliente registrou um consumo de 5.730,47 kWh na ponta e 57.333,74 kWh fora da ponta.
Análise dos Dados e Comparativo dos Cenários para o Dia de Maior Consumo
A memória de massa analisada corresponde ao mês de novembro, o segundo mês de maior consumo no ano, mas com a maior demanda medida.
A partir dessa análise, foi possível identificar que o dia 29/11 apresentou o maior consumo do mês, tanto no horário de ponta quanto fora de ponta. Por esse motivo, os dados desse dia foram utilizados como base para o cálculo do dimensionamento do BESS.
No que se refere à visualização dos dados, o Gráfico 1 resume de forma clara o comportamento do consumo no dia 29, onde:
Linha azul: consumo em kWh a cada 15 minutos;
Linha laranja: custo da energia (R$) nesse período.
No horário de ponta, o consumo cai, mas o custo do kWh sobe bastante. Observa-se que, no horário de ponta (das 18h às 21h), mesmo com a redução do consumo, o valor pago é significativamente mais alto em comparação ao horário fora de ponta.
Adicionalmente, o gráfico 2 ilustra a redução do custo da energia no horário de ponta utilizando o Cenário 2 “Com BESS e sem SFV”, e o gráfico 3 simula o Cenário 3 “Com BESS e SFV”.
Por fim, a comparação dos resultados obtidos nos cenários analisados está resumida na Tabela abaixo:
A metodologia descrita, deve ser aplicada ao longo de todo o mês, permitindo assim o cálculo preciso do payback do sistema.
Nesse contexto, a Tabela abaixo apresenta os dados de consumo no período fora de ponta, ponta e o consumo total referente ao mês de novembro.
Dimensionando o BESS Ideal
O maior consumo ponta verificado no mês analisado, conforme a memória de massa, foi no dia 29/11, com 298 kWh, esse deve ser o valor base para dimensionamento do BESS. Considerando que profundidade de descarga (DOD) das baterias é de 90% e uma eficiência de 90%.
É necessário um banco de baterias com capacidade para armazenar cerca de 368 kWh.
Para calcular a potência máxima de saída do BESS será considerado a maior demanda medida no horário ponta de mês de novembro, que foi de 123,2 kW.
Com base nas opções disponíveis no mercado, optou-se por um sistema BESS com capacidade de 200 kW de potência e 430 kWh de armazenamento, operando em 220 V, com investimento aproximado de R$ 900.000,00.
Dimensionando o Sistema Fotovoltaico
Para suprir o consumo no horário de ponta sem a necessidade de carregar a bateria com energia do período fora de ponta, será necessário um sistema fotovoltaico com geração estimada em aproximadamente 5.000 kWh/mês, conforme indicado na tabela consumo mensal de energia.
Considerando uma instalação com inclinação ideal de 18º ao norte, compatível com a latitude local, tem-se uma irradiação média diária de 5,30 kWh/m².
Com base nisso, o sistema fotovoltaico sugerido possui potência instalada de aproximadamente 40 kWp, com investimento estimado em R$ 80.000,00.
Fluxo de Caixa e Retorno Financeiro
Para o cálculo do fluxo de caixa, considerou-se um reajuste tarifário de 6% ao ano, não sendo levado em conta o custo de operação e manutenção (O&M) do sistema.
Custos Totais com Energia Elétrica
A tabela abaixo resume os custos totais com energia elétrica nos três cenários avaliados.
Nota-se que o uso exclusivo do BESS com função Time Shift (Cenário 2) gera uma economia de aproximadamente 24,9%. Ao combinar o BESS com a energia solar fotovoltaica (Cenário 3), a economia sobe para cerca de 30,6% no custo anual da energia elétrica.
Fluxo de Caixa do Investimento Cenário 2
Na tabela abaixo, é apresentado o fluxo de caixa do investimento considerando apenas a função Time Shift do BESS. O investimento inicial (CAPEX) foi de R$ 900.000,00.
A economia mensal começa em R$ 11.146,14 no Ano 1, crescendo anualmente com o reajuste tarifário de 6%. No Ano 6, o valor economizado ao ano chega a R$ 178.992,61, resultando num saldo acumulado positivo de R$ 32.974,58, o que indica um payback em 5 anos e 10 meses.
Fluxo de Caixa do Investimento Cenário 3
Neste caso, o investimento inicial é maior (R$ 980.000,00), pois inclui o sistema solar. Contudo, a economia gerada também é mais expressiva.
O valor economizado mensalmente cresce até ultrapassar os R$ 18 mil/mês no Ano 6, levando o fluxo de caixa a um saldo positivo de R$ 172.551,92 no sexto ano, o que representa um payback de 5 anos e 2 meses.
Resultados
Como resultado, observou-se que o Cenário 2 apresentou um payback de 5 anos e 10 meses. Já a combinação do sistema fotovoltaico com o BESS, no Cenário 3, reduziu esse tempo para 5 anos e 2 meses.
Vale destacar que o payback tende a ser menor para essas funções quando o valor da energia no horário de ponta for significativamente superior ao valor fora de ponta. Portanto, essa análise deve ser realizada individualmente para cada cliente, levando em consideração suas características específicas.
🎁 Checklist Exclusivo
Quer uma ferramenta prática para te ajudar a analisar a viabilidade do BESS com função Time Shift em projetos de energia solar fotovoltaica?
Comente o que achou do artigo e insira seu endereço de e-mail aqui nos comentários e vamos te enviar gratuitamente o nosso Checklist de Viabilidade do BESS.
Produção: Energês + Colunista Convidado
Colunista Convidado Energês: Carlos Eduardo Borges Júnior
Engenheiro eletricista e Mestre em Recursos Naturais pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS). Responsável por mais de 2000 projetos de fotovoltaicos de micro e minigeração. Especialista em projetos on-grid e soluções de armazenamento de energia.
Quer aprender mais sobre estratégias de armazenamento de energia e eficiência energética para seus projetos de GD? Participe da comunidade Energês!
Parabéns pela matéria e pelos estudos apresentados. Certamente servirão muito nas minhas próximas negociações.
Muito obrigado, Marcelo! Ficamos felizes em saber que o conteúdo foi útil pra você. Que esses estudos te ajudem a conduzir negociações ainda mais estratégicas!
Ah, e já enviamos o checklist direto no seu e-mail.🚀
Bem legal este artigo … parabéns 👏👏👏
Renato, agradecemos o seu comentário e o reconhecimento do trabalho desenvolvido.
Excelente conteúdo.
Olá Ramão.
Ficamos felizes que tenha achado o conteúdo útil, nosso objetivo é justamente apoiar profissionais como você com informações técnicas aplicáveis na prática.
Confere no seu e-mail que já enviamos o checklist.
Muito esclarecedor!! Parabéns
Obrigado pelo feedback, Lucas! 😊
Que bom saber que foi esclarecedor pra você. Seguimos juntos! 🚀
Boa tarde. Ótimo artigo. Fiquei interessado no Checklist de Viabilidade do BESS.
Como proceder num caso onde o cliente quer fazer uso do grid zero e Bess? Estou tendo dificuldades de achar equipamentos que comuniquem com 3 inversores da Growatt.
Já participo da comunidade energes
Grato
Marcelo, nesse caso o primeiro passo seria confirmar com a fabricante do BESS se é possível a comunicação com os inversores.
Caso não seja, o mais indicado é comprar um “controle grid zero” separado, adquirir o BESS e instalar junto com os inversores.
É importante informar a potência de cada inversor e quais as funcionalidades do BESS que você que oferecer ao seu cliente para fazer o correto dimensionamento e controle.
E pode conferir no seu e-mail, já encaminhamos o Checklist.
Excelente conteudo
Victor, que bom saber que o conteúdo foi relevante para você.Confere o seu e-mail que já lhe enviamos o checklist.
Muito bom tema! Grande relevância para o cenário atual no País
Tiago, agradecemos o seu comentário! O seu checklist já foi enviado para o e-mail informado.
De fato, soluções como o BESS aliado à energia fotovoltaica tendem a ganhar cada vez mais espaço no Brasil.
excelente conteúdo, vai contribuir muito com meus estudos.
Olá Edson, agradecemos muito pelo seu comentário! 😊 Ficamos felizes em saber que o conteúdo será útil para os seus estudos. E fique tranquilo, já enviamos o checklist para o seu e-mail, para te ajudar ainda mais na aplicação prática do que foi abordado no estudo de caso.
adorei o conteúdo!
Olá, Carolaine.
Agradecemos o seu comentário. Ficamos muito felizes que tenha gostado do conteúdo!
Excelente estudo e vai elucidar muitas dúvidas e questionamentos que estamos vivenciando.
Olá, Luciana.
Agradecemos o seu comentário. Ficamos muito felizes em saber que o nosso estudo está ajudando a esclarecer as dúvidas e os questionamentos que vocês estão vivenciando.Para colaborar ainda mais, enviamos para o seu e-mail o modelo de checklist.
Parabéns pelo estudo. O mercado demanda cada vez mais soluções integradas.
Agradecemos o seu comentário Vinicius e o reconhecimento do trabalho desenvolvido. Ficamos muito felizes que o estudo tenha sido útil e que você concorde que o mercado demanda soluções cada vez mais integradas.
Excelente, artigo.
Fiquei bastante interessada no conteúdo do checklist de viabilidade da BESS.
Já faço parte da comunidade energes.
Olá Flavia, que ótimo que você já faz parte da nossa Comunidade Energês e gostou do conteúdo!
Vamos te enviar o Checklist de Viabilidade do BESS no seu e-mail.
Excelente conteúdo, parabéns!
Olá Luan, muito obrigado pelo reconhecimento! 😊
Muito interessante este artigo! Me deu um grande direcionamento e sanou varias dúvidas. Como faço para ter acesso ao checklist?
Muito obrigado pelo seu comentário. Ficamos felizes em saber que o artigo trouxe clareza e direcionamento. O checklist será enviado diretamente para o seu e-mail.
Parabéns pelo o artigo.
O assunto está em alta com o avanço da tecnologia.
Muito obrigado Lucas. De fato, com o avanço da tecnologia, esse assunto ganha cada vez mais destaque no setor.
Parabéns pela análise. Artigo escrito de forma suscinta e de fácil entendimento.
Se possível, quero receber o Checklist de Viabilidade do BESS.
Abraços!
Carlos, ficamos muito felizes em saber que o conteúdo foi útil e que a análise foi de fácil entendimento. Nosso objetivo é exatamente este: traduzir a complexidade do setor de energia de forma simples e direta. O checklist será enviado no seu e-mail.
Excelente conteúdo, Parabéns!
Tema bastante relevante para as novas perspectivas do Setor Elétrico Brasileiro atualmente.
Muito obrigado pelo feedback! 😊 Fico feliz que tenha achado o conteúdo relevante. Realmente, o tema é estratégico para as novas perspectivas do Setor Elétrico Brasileiro e deve ganhar cada vez mais atenção.
Com a redução dos custos de aquisição dos BESS, é de se esperar que a aplicação desse tipo de tecnologia tornar-se-á cada vez mais acessível e difundida.
Com certeza! À medida que os custos dos BESS caem, essa tecnologia vai ficando mais acessível e cada vez mais usada.
Excelente Artigo!!!
Diogo, valeu demais pelo feedback!Bom saber que o conteúdo agregou.
Excelente artigo, me ajudou muito adquirir este conhecimento.
Wagner, muito obrigado pelo feedback! Fico muito feliz em saber que o conteúdo fez diferença pra você.
Se quiser se aprofundar ainda mais no tema e evoluir como consultor de energia, vale a pena conhecer a Comunidade Energês. Lá a gente entra nos detalhes, estratégias e oportunidades do mercado de forma bem prática.
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Vai ser um prazer ter você com a gente!
Matéria fascinante e extremamente informativa
Muito obrigado pelo comentário Suyany! Ficamos felizes que tenha achado o conteúdo útil e interessante ⚡
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Gostaria de receber o Checklist de Viabilidade do BESS.
Olá, Marcelo! 😊
Muito obrigada pelo feedback, ficamos felizes que tenha gostado do conteúdo.
Sobre o Checklist de Viabilidade do BESS, vamos enviar no seu e-mail.
Estamos nadando contra a corrente e contra o relógio. BESS realidade
Perfeito, Maurício! 👏
É exatamente isso, o mercado de BESS já é uma realidade e quem se antecipa sai na frente.
Seguimos juntos nessa virada do setor! 🚀