Comparative analysis of design methodologies for photovoltaic systems
DOI:
https://doi.org/10.14488/1676-1901.v24i4.5418Keywords:
Computational simulation, PVSyst, RETScreen, Grid-connected photovoltaic systems, Distributed generationAbstract
The search for sustainable energy alternatives is a pressing need these days. Photovoltaic energy stands out as a viable solution, taking advantage of the abundant solar energy that falls cleanly on our planet. In addition to providing light and heat essential to life on Earth, this solar energy can be captured for electricity generation. This work addresses Grid-Connected Photovoltaic Systems (SFCR) and explores several scaling approaches. In addition, it investigates the impact of ANEEL (National Electric Energy Agency) regulations on the sizing and profitability of residential projects of this nature in the Brazilian context of distributed generation. In this study, we focused our attention on the municipalities of Caraúbas-RN and Mossoró-RN, significant locations for the author of this research. We compared different PV plant design software in this region. These softwares, namely, PVSyst and RETScreen, presented similar results, providing specific information and reliable values for future projections, as demonstrated throughout this work. PVSyst, with its broad scope of system sizing and performance, is a powerful tool. RETScreen, in turn, thoroughly analyzes the financial aspects, including the payback period and the associated risks.
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References
ABSOLAR – Associação brasileira de energia solar fotovoltaica. GD solar deve atrair investimentos de R$ 70 bilhões até 2030. São Paulo: ABSOLAR, 15 set. 2020. Disponível em: https://www.absolar.org.br/noticia/gd-solar-deve-atrair-investimentos-de-r-70-bilhoes-ate-2030/.
ABSOLAR – Associação brasileira de energia solar fotovoltaica. Energia solar bate recorde de potência instalada em 2024 e matriz chega a 52,2 GW. São Paulo: ABSOLAR, 16 jan. 2025. Disponível em: https://www.absolar.org.br/noticia/https-www-estadao-com-br-economia-energia-solar-bate-recorde-em-2024-nprei/.
ANEEL – AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Resolução Normativa nº 482, de 17 de abril de 2012. Brasília, 2012. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf.
ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa nº 687, de 24 de novembro de 2015. Brasília, 2015. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2015687.html.
BLANK, D. M. P. The context of climate changes and its victims. Mercator, [s. l.], v. 14, n. 02, p. 157–172, 2015. Disponível em: http://www.mercator.ufc.br/index.php/mercator/article/view/1190/593.
BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Plano Decenal de Expansão de Energia 2024. Brasília: MME, 2015. Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/Plano-Decenal-de-Expansao-de-Energia-PDE.
CAMIOTO, F. de C.; GOMES, V. P. R. G. Análise de viabilidade econômica da implantação de um sistema de energia fotovoltaico nas residências uberabenses. Revista Produção Online, [s. l.], v. 18, n. 4, p. 1159–1180, 2018. Disponível em: https://www.producaoonline.org.br/rpo/article/view/2649.
CESAR NETO, J. C. A crise hídrica no Estado de São Paulo. GEOUSP: Espaço e Tempo (Online), [s. l.], v. 19, n. 3, p. 479–484, 2015. Disponível em: https://revistas.usp.br/geousp/article/view/101113.
CORTELETI, G. M.; SANTOS, A. C. Análise de viabilidade econômica para implantação de sistema fotovoltaico residencial na região de Vila Velha – ES. Revista Produção Online, [s. l.], v. 21, n. 2, p. 415–436, 2021. Disponível em: https://producaoonline.org.br/rpo/article/view/3766.
DE MOURA, D. F. S.; TROLEIS, A. L.; DA SILVA, B. L. A matriz energética do estado do Rio Grande do Norte: um estudo sobre as energias renováveis dos municípios defrontantes com o mar. Revista Estudos Geográficos, [s. l.], v. 22, n. 2, p. 1–17, 2024. Disponível em: https://www.periodicos.rc.biblioteca.unesp.br/index.php/estgeo/article/view/17560.
DOS SANTOS, L. N. C.; DE LIMA, G. F. M. Dimensionamento prático de um sistema fotovoltaico – estudo de caso utilizando o software PVsyst. Brazilian Journal of Development, [s. l.], v. 8, n. 3, p. 20035–20047, 2022. Disponível em: https://brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/view/45428.
ELÉTRON ENERGY. Energia solar em alta: 12 estados brasileiros já geram mais de 1 GW cada. Elétron Energy Blog, 25 out. 2024. Disponível em: https://eletronenergy.com.br/blog/energia-solar-em-alta-12-estados-brasileiros-ja-geram-mais-de-1-gw-cada/.
ENERDATA. Global Energy Trends 2023: consolidated energy statistics & world trends. Lille: Enerdata, junho 2025. Disponível em: https://www.enerdata.net/publications/reports-presentations/world-energy-trends.html.
EPE – Empresa de Planejamento Energético. Energia Renovável: Hidráulica, Biomassa, Eólica, Solar, Oceânica / Mauricio Tiomno Tolmasquim. EPE: Rio de Janeiro, 2016.
EPE – Empresa de Planejamento Energético. Caderno de consolidação dos resultados: Plano Decenal de Energia 2030 – micro e minigeração distribuída. Brasília: EPE, 2020. Disponível em: https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-490/topico-522/Caderno%20MMGD%20Baterias%20-%20PDE%202030%20Rev.pdf.
EPE – Empresa de Planejamento Energético. Balanço Energético Nacional 2022: com dados de 2021. Rio de Janeiro: EPE, 2022. Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/balanco-energetico-nacional-2022.
G1. RN é o quarto maior produtor de energia solar do país e investe em qualificação de profissionais para setor. G1, 17 nov. 2022. Disponível em: https://g1.globo.com/rn/rio-grande-do-norte/noticia/2022/11/17/rn-e-o-quarto-maior-produtor-de-energia-solar-do-pais-e-investe-em-qualificacao-de-profissionais-para-setor.ghtml.
Government of Canada. (2020). RETScreen Expert Software – Clean Energy Management Software. Natural Resources Canada. Disponível em: https://www.nrcan.gc.ca.
IEA: International Energy Agency (2010). "World Energy Outlook 2010." OECD/IEA, Paris, França.
IEA: International Energy Agency (2014). "Technology Roadmap Solar Photovoltaic Energy." OECD/IEA, Paris, França.
IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change. (2015). "Adoption of the Paris Agreement." Framework Convention on Climate Change, Conference of the Parties, Paris, 30 de novembro à 11 de dezembro de 2015.
JAMEL, F. C.; NASCIMENTO, M. H. R. Methodology for Photovoltaic Plant Modeling with RETScreen Software application. International Journal for Innovation Education and Research, [s. l.], v. 10, n. 11, p. 133–153, 2022. Disponível em: https://scholarsjournal.net/index.php/ijier/article/view/3998.
LIMA, A. L. S. et al. Análise e comparação preliminar de softwares para projeto e simulação de sistemas fotovoltaicos. In: , 2016. VI Congresso Brasileiro de Energia Solar. [S. l.: s. n.], 2016. p. 8. Disponível em: https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/1795.
MIT - MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY. The Future of Solar Energy: an interdisciplinary MIT study. Cambridge, MA: MIT Energy Initiative, 2015. Disponível em: https://energy.mit.edu/research/future-solar-energy/.
NAKABAYASHI, Rennyo Kunizo. Microgeração fotovoltaica no Brasil: condições atuais e perspectivas futuras. 2014. Dissertação (Mestrado em Energia) – Instituto de Energia e Ambiente, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. DOI: https://doi.org/10.11606/D.106.2014.tde-26012015-141237.
NASCIMENTO, E. S.; BENEVIDES, J. C. M. Uso da energia solar em residências. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento, v. 7, p. 117–124, nov. 2018.
PINHEIRO, E.; RUTHER, R.; LOVATO, A. Aplicabilidade do algoritmo de levenberg-marquardt para análise de geração de energia elétrica de um sistema fotovoltaico. Revista Produção Online, [s. l.], v. 17, n. 4, p. 1204–1217, 2017. Disponível em: https://www.producaoonline.org.br/rpo/article/view/2542.
PINHO, J. T., GALDINO, M. A., 2014, Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos. Grupo de Trabalho de Energia Solar–GTES. Rio de Janeiro.
PORTAL SOLAR. Calculadora solar [e-recurso]. São Paulo: Portal Solar, 2025. Disponível em: https://www.portalsolar.com.br/.
PVSyst SA. (2021). PVSyst Photovoltaic Software Documentation. Disponível em: https://www.PVSyst.com.
RUTHER, R., 1999, “Panorama Atual da Utilização da Energia Solar Fotovoltaica e O Trabalho do Labsolar nesta Área”. LABSOLAR - Laboratório de Energia Solar, v. 1, p. 9-26. Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Florianópolis/SC.
SILVA, B. L. F. et al. Dimensionamento e viabilidade econômica de um sistema fotovoltaico. Revista Produção Online, [s. l.], v. 21, n. 3, p. 863–890, 2021. Disponível em: https://producaoonline.org.br/rpo/article/view/4342.
VILLALVA, G. M., GAZOLI, J. R., 2015, Energia solar fotovoltaica; conceitos e aplicações, 2ª Edição. Editora Érica Ltda. São Paulo.
WILLMOTT, C. J., & MATSUURA, K. (2005). Advantages of the mean absolute error (MAE) over the root mean square error (RMSE) in model performance assessment. Climate Research, v. 30, n. 1, p. 79-82. Disponível em: https://www.jstor.org/stable/24869236
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