[pt] Este trabalho visa a analisar criticamente os procedimentos disponíveis para ensaios de baterias e sugerir modificações que os aperfeiçoem no âmbito do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), de modo a fornecer elementos que permitam avaliar o desempenho de Sistemas Fotovoltaicos para geração de energia elétrica em uma gama variada de situações. Para cada um dos procedimentos avaliados utilizou-se uma bateria com características elétricas semelhantes, porém, de fabricantes diferentes. Os resultados foram posteriormente processados utilizando-se o programa MATLAB. Com base na incerteza de medição estimada da capacidade da bateria, foram estabelecidos critérios para qualificação e aceitação do seu desempenho.Como ponto crítico dos ensaios, foi observado que a temperatura de teste e o nível de tensão de carga devem ser cuidadosamente estabelecidos para que os resultados sejam representativos do desempenho da bateria. Foi concluído que a temperatura e a corrente de descarga são as variáveis de maior influência na medição da capacidade da bateria, e que a eficácia dos critérios para qualificação e aceitação do desempenho da bateria fica comprometida sem a utilização de sua incerteza de medição. / [en] The purpose of this work is to critically analyze the available procedures to test batteries and to suggest modifications that improve them in the context of the Brazilian Labeling Program (PBE), in order to provide elements to evaluate the performance of Photovoltaic Systems for electric energy generation under different operating conditions. Different types of batteries were used for each of the two testing procedures, from different manufactures. The results were processed using a MATLAB software. The uncertainty of measurement of the measured battery load was used to establish a criterium for qualifications and acceptance of its performance. As a critical point, it is observed that test temperature was a key factor and must be carefully taken into account so that the results be representative of the battery performance. Finally it was concluded that temperature and the discharge current have a larger contribution to measuring its load, and that the qualification and acceptance criterium is not complete if the uncertainty of measurement is not taken into account.

[pt] O potencial da energia solar para a geração de energia elétrica no mundo é sem dúvida o maior dos potenciais das fontes energéticas renováveis, com uma capacidade de produção de eletricidade estimada em 745,8 TWh por ano. Embora não seja responsável por uma parte significativa da matriz elétrica mundial, o crescimento do setor fotovoltaico no mundo é notável. A capacidade instalada mundial de centrais fotovoltaicas cresceu 39 por cento no ano 2013. Os mapas mundiais de radiação solar mostram que aqueles que mais investem em energia solar fotovoltaica não são necessariamente aqueles cujo território recebe a maior quantidade deste recurso. O Brasil, com um grande potencial solar, confirmado por diversos levantamentos, não é um dos principais produtores de eletricidade a partir de sistemas fotovoltaicos. Este setor no Brasil é ainda incipiente, porém, uma das estratégias do país para promover a implementação de sistemas fotovoltaicos é um mecanismo de net metering para mini e micro produtores. Diversos especialistas afirmam que esta estratégia poderia gerar um grande volume de empreendimentos em pequena e média escala nos próximos anos. Este trabalho fornece uma ferramenta de informação sobre a radiação solar no estado do Rio de Janeiro, conformada por mapas de radiação solar global e dados de anos meteorológicos típicos. Com base nos dados gerados, realizaram-se simulações para estimar a radiação solar incidente e a eletricidade produzida por painéis fotovoltaicos em diferentes configurações fixas e com rastreamento. Avaliaram-se os ganhos e perdas ocasionados por cada configuração em relação a configuração horizontal. / [en] Solar energy potential for electricity generation undoubtedly surmounts the potential of all the other renewable energy sources, with an estimated electricity production capacity of 745.8 TWh per year. Albeit solar energy does not account for a significant share of the world electricity matrix, the growth of the photovoltaic market in the world is remarkable: the installed PV capacity increased in 39 percent on 2013. Nevertheless, the world maps of solar radiation show that the countries that invest the most in solar photovoltaic energy are not necessarily the ones that receive the highest solar radiation. Brazil, with an important solar potential, confirmed by diverse assessments, is not one of the main producers of PV-generated electricity. The PV-market in Brazil is still immature, however, one of the strategies of the Government to promote the implementation of PV systems is a net metering mechanism for mini and micro producers. Different specialists claim that this strategy could generate a big volume of new endeavors in small and medium scale in the next years. This study provides information tools about solar radiation in Rio de Janeiro. It comprises maps of global solar radiation in horizontal surfaces and Typical Meteorological Year data sets. Simulations were performed based on the generated data to estimate the incident solar radiation and the electricity produced by PV systems in different fixed and tracking configurations. The gains and losses caused by each configuration with respect to the horizontal configuration were evaluated.

[pt] A energia é o principal motor para o desenvolvimento econômico, sendo um elemento chave para o alcance das metas climáticas estipuladas até 2050. Entre as diversas maneiras relacionadas à mitigação dos impactos causados pelo uso ineficiente de energia das edificações, destacam-se a substituição de combustíveis fósseis por fontes de energia limpa e a redução do consumo energético pelo lado da demanda. Neste contexto, sistemas fotovoltaicos integrados a edificações surgem como uma solução arquitetônica promissora por atingir ambos os objetivos em uma só intervenção. Contudo, não há estudos relacionados ao impacto desta tecnologia no desempenho energético de edificações considerando o contexto climático brasileiro, sendo este então o escopo deste trabalho. A metodologia proposta envolve simulações com o software Rhinoceros, os plugins Ladybug e Honeybee, que realizam análises sob aspectos ambientais, e o Grasshopper, cuja função é realizar otimização mono-objetivo. Para edificações simuladas com apenas uma fachada fotovoltaica sendo implementada, foi possível obter a redução de até 14,39 porcento da demanda energética, considerando a geração adicionada à conservação de energia. Na cidade do Rio de Janeiro, a redução da demanda de energia alcançou a marca de 24,04 porcento com quatro fachadas de fotovoltaica implementada. Apesar de alguns contextos climáticos se mostrarem mais vantajosos, ressalta-se que foram detectadas reduções na demanda energética em todas as cidades investigadas, sendo então a integração de sistemas fotovoltaicos orgânicos a edificações uma medida eficaz de conservação e geração de eletricidade. / [en] In a global context where climate change has been in evidence, research related to technologies which aim to reduce the damages caused by global warming have been increasing. Since energy is the engine to sustainable economic development, it is considered a key element to reach the goals set by the Paris Climate Agreement. The strategies to manage energy in a sustainable way can be divided in two fields: using clean energy, rather than fossil fuels like coal; and by reducing the energy demanded by consumers. In Brazil, buildings are responsible for 50.5 percent of the energy demand (Lira et al., 2019) and when analyzing commercial buildings, it is stated that HVAC systems take up to 40.3 percent of all the energy consumed (PROCEL, 2008). Such number is expected to increase up to three times until 2050 and is considered one of the blind spots of energy efficiency policies (IEA, 2018). Although Brazil has national energy efficiency policies, such as the Technical Quality Regulation for the Buildings Energy Efficiency Level – RTQ (acronym for the Portuguese term Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações) the use of HVAC systems and its energy demand is not emphasized and newer technologies such as solar energy are considered a bonus. Such gap is because the RTQ was first published in 2010, while the generation of photovoltaic energy was only regulated in 2012. Photovoltaic energy has a remarkable potential in Brazil, especially in the north and northeast regions due to its high irradiation levels (INPE, 2017). In on-grid systems, it is possible to lend the exceeded energy generated and have its compensation in a 1:1 proportion when needed, which not only reduces system losses, but also is able to increase the number of photovoltaic facilities. Another possibility is the partition of the energy generated by a photovoltaic system between multiple people in the same building which had consequently the incentive of building integrated photovoltaics. Building integrated photovoltaics, also known as BIPV, can be defined as the substitution of an element of the building envelope by another with photovoltaic cells. Recent studies have shown that building integrated photovoltaics are not only capable of generating energy, but due to thermal properties of solar cells compared to regular materials, there is also a reduction in HVAC demand, especially air-conditioning. Photovoltaic cells are usually integrated in windows, but can also be used in skylights, curtainwalls, shading devices and walls (Eisenschmid, 2008). Such variety is possible due to the development of new technologies, which are lighter and semi-transparent (Lynn, Mohanty and Wittkopf, 2012). One example is organic photovoltaic cells (OPV), which Brazil is one of the leading producers worldwide. Therefore, it is a technology with a considerable potential in the country not only due to its availability but also of skilled labor for installation and maintenance.

[pt] As mudanças recentes nas matrizes elétricas mundiais são geralmente motivadas pela busca de fontes de energia mais limpas e pela dificuldade na construção de novas gerações centralizadas. Como resultado, este estímulo altera não apenas a tecnologia da fonte de energia, mas também a sua localização, que agora passa a ser mais próximas aos centros consumidores ou até mesmo conectadas à rede de distribuição, como a Geração Distribuída (GD). No Brasil, a GD possui um arcabouço regulatório que permite aos seus adeptos, chamados de prosumidores, terem um papel ativo na rede de distribuição, injetando e consumindo eletricidade consoante o seu balanço elétrico. Esse comportamento traz novos desafios para as companhias de distribuição, e, embora alguns benefícios da GD possam ser obtidos para essas companhias, a perda de mercado e diminuição de suas receitas fixas podem acarretar em transferência de custos estruturais, dos prosumidores para os consumidores sem este tipo de instalação. Nesse contexto, o presente trabalho realiza uma análise técnico-econômico, para novos empreendimentos residenciais de GD fotovoltaica, parcela mais significativa de GD no Brasil. Essa análise considera todas as opções propostas de revisão da regulação de GD pelo órgão regulador e aborda tanto o impacto no retorno do investimento pelos prosumidores, quanto o impacto nas receitas em todas as distribuidoras do país. Para isto, no âmbito do investidor, serão avaliados três diferentes fatores econômicos: LCOE, payback descontado e benefício-custo; já no âmbito da distribuidora, será avaliado o impacto do aumento das GD na receita da empresa e na tarifa de energia elétrica imposta pela mesma, para tanto será realizado uma previsão de mercado para os próximos dez anos, considerando o modelo baseado em Bass. Os estudos realizados apontaram que qualquer uma das opções propostas pelo órgão regulador causará uma redução do mercado aderente a instalação da GD, o que consequentemente levará a uma redução dos prejuízos das distribuidoras e cenários menos favoráveis ao investimento pelo lado do prosumidor. / [en] Recent changes in the world s electrical mix are generally motivated by the search for cleaner energy sources and by the difficulty in building new centralized power plants. As a result, this stimulus changes not only the energy source technology, but also its location, which is now closer to consumer centers or even connected to the distribution network, such as Distributed Generation (DG). In Brazil, DG has a regulatory framework that allows its supporters, called prosumers, to play an active role in the distribution network, injecting and consuming electricity according to their own electrical balance. This behavior brings new challenges for distribution companies, and although some benefits of DG can be obtained for these companies, the loss of market and reduction of their fixed revenues can result in the transfer of structural costs, from prosumers to consumers without this type of installation. In this context, this work performs a technical-economic analysis for new residential projects of photovoltaic DG, the most significant portion of DG in Brazil. This analysis considers all proposed options for reviewing DG regulation by the regulatory body and addresses both the impact on return on investment by prosumers and the impact on revenues in all distribution companies in the country. For this, within the investor, three different economic factors are evaluated: LCOE, discounted payback and benefit-cost; within the scope of the distribution companies, the impact of the increase in DG on the company s revenue and on their electricity tariff are also evaluated, for which a market forecast will be made for the next ten years, considering the model based on Bass. The obtained results indicate that any of the options proposed by the regulatory agency will cause a reduction in the market adherent to the installation of the DG, which will consequently lead to a reduction in the revenue losses for distribution companies and less favorable scenarios for investment on the prosumer side.

[pt] Esta pesquisa investiga as possibilidades de utilização de sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR) em comunidades de baixa renda, com o objetivo de compreender como esses sistemas podem ser empregados como ferramentas para promover a inclusão social. O objetivo geral da pesquisa é analisar o uso de SFCR em comunidades de baixa renda no Brasil, buscando entender como esses sistemas podem promover a inclusão social e impulsionar a transição energética justa. Além disso, este estudo explora a conexão entre o uso de SFCR e o conceito de tecnologia social. Para enriquecer e aprofundar a pesquisa, adotou-se o método de pesquisa bibliográfica e análise documental com abordagem qualitativa. Conduziu-se uma extensa busca em diferentes bases de dados, como o SciELO, plataforma Capes e Google Acadêmico, com o objetivo de localizar materiais pertinentes e atualizados para embasar o estudo de forma consistente e abrangente. Os projetos selecionados para a análise documental foram a REVOLUSOLAR e SOLAR PILAR, ambas situadas no Rio de Janeiro. Foram coletados dados documentais e informações oficiais fornecidas pelos projetos, com o intuito de compreender suas estruturas, operações e abordagens de implementação. A análise foi conduzida em consonância com a Matriz de Avaliação Multidimensional, permitindo identificar como esses projetos estavam alinhados com os conceitos estudados. Assim, por meio da análise documental, foi possível investigar como esses projetos incorporaram os princípios de tecnologia social, economia social, transição energética justa e autogestão comunitária, contribuindo para uma compreensão mais aprofundada da aplicação prática desses conceitos em contextos reais. Portanto, o uso do SFCR em processos interativos com a participação das comunidades para solucionar problemas locais foi uma estratégia versátil, adaptada a diferentes projetos. No Brasil, as políticas públicas nacionais, tradicionalmente focadas em educação, saúde, complemento de renda e habitação, visaram atender urgências e obter reconhecimento político. Entretanto, projetos relacionados a matrizes renováveis permaneceram considerados alternativos, geralmente experimentais e localizados, com crescimento lento devido ao seu impacto limitado. A análise de dois projetos existentes evidenciou que, apesar de incentivos sociais e tarifários, o Brasil ainda carecia de políticas públicas para uma transição energética justa, demandando maior atenção a abordagens como as apresentadas na pesquisa. O Programa de Energia Renovável Social (PERS) destaca-se como uma oportunidade para avanços significativos no uso de SFCR em comunidades de baixa renda, promovendo inclusão social na transição energética. Para o sucesso do PERS, é fundamental que as políticas públicas se concentrassem nas comunidades mais carentes, promovendo autogestão e empreendedorismo comunitário, com a formação de cooperativas de energia renovável e o fornecimento de treinamento para gestão autônoma dos sistemas de energia renovável. / [en] This research investigates the possibilities of using grid-connected photovoltaic systems (SFCR) in low-income communities, aiming to comprehend how these systems can be employed as tools to promote social inclusion. The overall objective of the research is to analyze the use of SFCR in low-income communities in Brazil, seeking to understand how these systems can foster social inclusion and drive a fair energy transition. Additionally, this study explores the connection between the use of SFCR and the concept of social technology. To enrich and deepen the research, the methodology of bibliographic research and documentary analysis with a qualitative approach was adopted. An extensive search was conducted across different databases such as SciELO, Capes platform, and Google Scholar, with the aim of locating relevant and updated materials to support the study consistently and comprehensively. The selected companies for documentary analysis were REVOLUSOLAR and SOLAR PILAR, both located in Rio de Janeiro. Documentary data and official information provided by the projects were collected to understand their structures, operations, and implementation approaches. The analysis was carried out in accordance with the Multidimensional Evaluation Matrix, allowing the identification of how these projects aligned with the studied concepts. Through documentary analysis, it was possible to investigate how these projects incorporated the principles of social technology, social economy, fair energy transition, and community self-management, contributing to a deeper understanding of the practical application of these concepts in real contexts. Therefore, the use of SFCR in interactive processes involving community participation to solve local issues proved to be a versatile strategy, adaptable to different projects. In Brazil, national public policies, traditionally focused on education, health, income supplementation, and housing, aimed to address urgencies and gain political recognition. However, projects related to renewable matrices remained considered alternative, often experimental and localized, with slow growth due to their limited impact. The analysis of two existing projects revealed that, despite social and tariff incentives, Brazil still lacked public policies for a fair energy transition, requiring greater attention to approaches presented in the research. The Renewable Social Energy Program (PERS) stood out as an opportunity for significant advancements in the use of SFCR in low-income communities, promoting social inclusion in the energy transition. For the success of PERS, it was crucial for public policies to focus on the most vulnerable communities, promoting community self-management and entrepreneurship through the formation of renewable energy cooperatives and providing training for the autonomous management of renewable energy systems.