Energia solar fotovoltaica: modelo matemático para simulação do potencial de geração de energia elétrica e viabilidade econômica do sistema para residências unifamiliares na região de Tubarão SC

The technology of electricity generation by solar panels is in a notorious expansion in the world led by the massive investments of China in the technology and already counts on commercial availability of products quite great even in Brazil. Solar energy, together with wind, biofuels and tidal energy, is classified in the so-called "clean energies" group, which are those that do not release residues or gases that cause the greenhouse effect during the production process, contributing with several economic benefits and social. This work aims to build a simulator capable of predicting future production capacity of photovoltaic generating units in operation. The mathematical model that bases the simulator is the Monte Carlo Method and the output results correlate an energy value in kWh to a degree of percentage reliability. For the research are defined the confidence levels of 50%, 70%, 95% and 99%. With the data generated, CELESC's tariff rules are applied considering two scenarios, one in which the consumer unit "sells" all energy to the utility and the one in which all the energy is consumed instantly, called case 1 and case 2 respectively. For each case, the financial concepts of cash flow, internal rate of return (IRR), net present value (NPV) and Payback for a period of 25 years are applied. It is concluded that for all the scenarios treated the investment is economically viable and is more attractive than applying the resource in investments of the financial market like the savings.A tecnologia de geração de energia elétrica por painéis solares encontra-se em notória expansão no mundo liderados pelos massivos investimentos da China na tecnologia e já conta com disponibilidade comercial de produtos bastante grande inclusive no Brasil. A energia solar, em conjunto com a eólica, biocombustíveis e energia das marés, está classificada no grupo das chamadas “energias limpas”, que são aquelas que não liberam resíduos ou gases causadores do efeito estufa durante o processo produtivo, contribuindo com diversos benefícios econômicos e sociais. Este trabalho tem por objetivo construir um simulador capaz de prever a capacidade de produção futura de unidades geradoras fotovoltaicas em funcionamento. O modelo matemático que fundamenta o simulador é o Método de Monte Carlo e os resultados de saída correlacionam um valor de energia em kWh a um grau de confiabilidade percentual. Para a pesquisa estão definidos os graus de confiança de 50%, 70%, 95% e 99%. Com os dados gerados aplicam-se as regras tarifárias da CELESC considerando dois cenários, aquele em que a unidade consumidora “vende” toda energia para concessionária e aquele em que toda a energia é consumida instantaneamente, denominados caso 1 e caso 2 respectivamente. Para cada caso são aplicados os conceitos financeiros de fluxo de caixa, taxa interna de retorno (TIR), valor presente liquido (VPL) e Payback para um período de 25 anos. Conclui-se que para todos os cenários tratados o investimento é viável economicamente e é mais atrativo do que aplicar o recurso em investimentos do mercado financeiro como a poupança