Publicado em: 21 de maio de 2025 / Atualizado em: 2 de junho de 2025 – Autor: Konrad Wolfenstein
Parque solar | Custo nivelado da eletricidade para sistemas fotovoltaicos instalados no solo: Significado e viabilidade econômica com um exemplo – Imagem: Xpert.Digital
Comparação de custos da energia solar: a energia fotovoltaica leva vantagem sobre as energias convencionais
Sistemas fotovoltaicos em campo aberto: o investimento vale mais a pena do que nunca?
O custo nivelado de energia (LCOE) atual para sistemas fotovoltaicos instalados no solo, variando de 4,1 a 6,9 centavos de dólar por quilowatt-hora, demonstra claramente o quão competitiva a energia solar se tornou em comparação com as fontes de energia convencionais. Esse desenvolvimento tem implicações de longo alcance para o setor energético e para a viabilidade econômica das usinas de energia solar.
O que é o custo nivelado da energia elétrica (LCOE)?
O custo nivelado da energia (LCOE) refere-se ao custo médio de geração de um quilowatt-hora (kWh) de eletricidade ao longo de toda a vida útil de uma usina de geração de energia. Essa métrica permite uma comparação direta de custos entre diferentes tecnologias de geração de energia.
O cálculo inclui:
- Custos de investimento para compra e instalação
- Custos de operação e manutenção
- Custos de financiamento
- Custos potenciais de combustível
- Custos de desmantelamento no final da vida útil
A fórmula simplificada é: (valor presente dos custos totais ao longo da vida útil) / (valor presente de toda a eletricidade gerada ao longo da vida útil).
Adequado para:
Comparação de custos de sistemas fotovoltaicos em campo aberto
Com custos de geração de eletricidade entre 4,1 e 6,9 centavos de dólar por quilowatt-hora, os sistemas fotovoltaicos instalados no solo são atualmente a forma mais rentável de geração de eletricidade na Alemanha. Para efeito de comparação, os custos de geração de outras fontes de energia são significativamente mais elevados
- Lignito: 15,1 a 25,7 centavos/kWh
- Energia nuclear: até 49 centavos/kWh
Os pesquisadores do Fraunhofer chegam a prever que esses custos poderão cair ainda mais, para entre 3,1 e 5,0 centavos de dólar por quilowatt-hora até 2045.
Quando um sistema fotovoltaico instalado no solo se torna economicamente viável?
Um sistema fotovoltaico é considerado economicamente viável se a receita proveniente das tarifas de incentivo e a economia nos custos de eletricidade superarem os custos de investimento e operação. Diversos fatores desempenham um papel crucial em sistemas instalados no solo:
1. Dimensões da área e do sistema
A rentabilidade aumenta com o tamanho da usina. Muitos desenvolvedores de projetos só se tornam ativos em áreas de pelo menos quatro a cinco hectares, pois é a partir daí que as economias de escala entram em jogo. No entanto, projetos menores também podem ser lucrativos se a eletricidade gerada puder ser usada nas imediações.
2. Remuneração e Marketing
Os seguintes modelos de remuneração são oferecidos atualmente:
- Sistemas com potência inferior a 1.000 kWp: Tarifa fixa de injeção na rede de 7,00 cêntimos por kWh
- Instalações acima de 1.000 kWp: Participação em processos de licitação com valor máximo de 6,8 cêntimos por kWh para 2025
Cada vez mais, as centrais elétricas também estão sendo operadas de forma econômica fora dos subsídios da EEG por meio de Contratos de Compra de Energia (PPAs).
Adequado para:
3. Período de retorno do investimento
O período típico de amortização de sistemas fotovoltaicos situa-se entre 10 e 15 anos. Após esse período, o investimento inicial é refinanciado e o sistema gera lucro pelo restante de sua vida útil, que varia de 20 a 30 anos.
4. Paridade de rede
A paridade de rede refere-se ao ponto em que o custo da energia solar autogerada é igual ou inferior ao custo da eletricidade da rede pública. Esse limiar foi atingido na Alemanha já em 2012, o que melhorou fundamentalmente a viabilidade econômica dos sistemas de energia solar.
As vantagens econômicas específicas das instalações de espaço aberto
As usinas solares instaladas no solo oferecem diversas vantagens econômicas em comparação com as usinas solares instaladas em telhados:
- Menores custos de investimento: A instalação em áreas abertas costuma ser mais fácil e barata do que em telhados.
- Orientação ideal: Os sistemas de campo aberto podem ser perfeitamente alinhados com o sol, resultando em maiores rendimentos.
- Economias de escala: Usinas maiores se beneficiam de custos mais baixos por quilowatt instalado.
Desenvolvimento de custos
O custo nivelado da energia (LCOE) para sistemas fotovoltaicos caiu drasticamente nos últimos anos – cerca de 90% entre 2010 e 2020. Essa tendência provavelmente continuará, embora em um ritmo mais moderado.
Para efeito de comparação: os preços atuais da eletricidade para o consumidor final giram em torno de 26,1 centavos/kWh para novos clientes e 34,7 centavos/kWh para clientes já cadastrados. Isso ilustra a diferença significativa entre os custos de geração e os preços para o consumidor final.
Econômico e sustentável: por que os parques solares em terrenos abertos são tão convincentes
Com custos de geração de eletricidade entre 4,1 e 6,9 centavos de dólar por quilowatt-hora, os sistemas fotovoltaicos instalados no solo já ultrapassaram há muito tempo o limiar da viabilidade econômica. Eles não só representam a forma mais rentável de geração de eletricidade, como também oferecem oportunidades de investimento atrativas com períodos de amortização administráveis. A combinação de baixos custos de geração, preços de mercado da eletricidade em constante ascensão e diversas opções de comercialização torna os sistemas instalados no solo um investimento economicamente sólido – tanto para desenvolvedores de projetos profissionais quanto para municípios e empresas agrícolas com os recursos fundiários necessários.
Sistemas fotovoltaicos em campo aberto: exemplo de potencial de desempenho em 4-5 hectares
Para o planejamento de sistemas fotovoltaicos instalados no solo, a eficiência por área é um parâmetro fundamental. Dependendo da configuração técnica e das condições do local, uma capacidade instalada média de 3,6 a 7 MW pode ser alcançada em uma área de 4 a 5 hectares. Essa variação resulta dos seguintes fatores:
índice de desempenho da área
As modernas centrais solares a céu aberto atingem atualmente uma produção de 0,9 a 1,4 MW por hectare. Este valor depende de:
- Tecnologia modular: Módulos de alto desempenho com eficiência superior a 22% reduzem a necessidade de espaço.
- Sistema de montagem: A orientação leste-oeste ou os sistemas de rastreamento aumentam a utilização da área em até 25%.
- Espaçamento entre linhas: Distâncias maiores entre as linhas de módulos (para minimizar o sombreamento) reduzem a densidade de potência, mas ao mesmo tempo possibilitam o uso de sistemas fotovoltaicos na agricultura.
Área e produção: Dependendo da tecnologia e das configurações utilizadas, entre 0,9 e 1,4 megawatts de energia podem ser gerados por hectare de terra (o que equivale aproximadamente a um campo e meio de futebol) utilizando energia solar.
O que influencia a produtividade por hectare:
- Tecnologia de painéis solares: Painéis solares mais eficientes requerem menos espaço.
- Disposição dos módulos solares: Orientações especiais ou sistemas que acompanham o movimento do sol garantem a geração de mais eletricidade.
- Espaçamento entre as fileiras de módulos: Se os painéis solares estiverem mais distantes uns dos outros, menos eletricidade será gerada por área, mas a área poderá ser usada para outros fins, como na agricultura (Agri-PV).
Exemplo de cálculo:
- Se você usar 4 hectares de terra e assumir que gera uma média de 1,1 megawatts por hectare, isso resulta em um total de 4,4 megawatts.
- Se as condições forem ótimas e for possível atingir 1,4 megawatts por hectare, 7 megawatts poderiam ser gerados em 5 hectares.
Para 4 hectares em condições normais:
- Potência de saída = Área (em hectares) × Potência de saída por hectare (em MW/ha)
↪ Potência de saída = 4 ha x 1,1 MW/ha = 4,4 MW
Para 5 hectares em condições ótimas:
- Potência gerada = Área (em hectares) × Potência gerada por hectare (em MW/ha)
↪ Potência gerada = 5 ha x 1,4 MW/ha = 7 MW
Resumindo: Maior eficiência e melhor tecnologia = mais eletricidade na mesma área. Quatro hectares podem gerar aproximadamente 4,4 MW – ou até mais em condições ideais.
Exemplos práticos e limitações
- Uma central típica de 5 MW requer aproximadamente 4,5 hectares quando se utilizam estruturas de montagem padronizadas.
- Na Renânia do Norte-Vestfália, foram implementadas 2023 usinas com capacidade de 1,35 MW/ha, combinando módulos bifaciais e espaçamento otimizado entre as fileiras.
- A capacidade de conexão à rede elétrica muitas vezes atua como um fator limitante: uma usina de 7 MW requer uma conexão de média tensão de 20 kV, cuja disponibilidade deve ser verificada com antecedência.
Condições do quadro econômico
Os custos de investimento atuais são de € 600 a € 900/kWp, o que se traduz em € 3 a € 4,5 milhões para um sistema de 5 MW. Com 950 a 1.100 horas de operação em plena carga por ano na Alemanha, isso resulta em uma produção anual de:
5 MW x 1.050 h = 5.250 MWh
Com um preço de eletricidade de 6,8 cêntimos/kWh (valor do concurso da EEG para 2025), isto gera receitas anuais de 357.000 euros, o que permite um período de amortização de 9 a 12 anos.
Potencial futuro
Com a introdução de módulos fotovoltaicos em tandem (eficiência >30%), a densidade de potência poderá aumentar para 2 MW/ha até 2030, possibilitando atingir até 10 MW em 5 hectares.
Adequado para:
Solução fotovoltaica inovadora para redução de custos (até 30%) e economia de tempo (até 40%)
Solução fotovoltaica inovadora para redução de custos e economia de tempo - Imagem: Xpert.Digital
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Konrad Wolfenstein
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