DIMENSIONAMENTO E VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DE PROJETOS FOTOVOLTAICOS EM ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO

Resumo

Este estudo apresenta uma abordagem viável para o desenvolvimento e avaliação de desempenho de projetos fotovoltaicos aplicados a infraestruturas urbanas de saneamento, tendo como estudo de caso as Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) Costeira e Cominese, em Paranaguá-PR. A proposta integra análise técnica, dimensionamento energético e avaliação econômico-financeira como instrumentos estruturados de suporte à tomada de decisão no processo de projeto. A partir de dados de consumo médio mensal de 28.245 kWh/mês e 41.749 kWh/mês, respectivamente, foram dimensionados sistemas on-grid de 320,24 kWp e 473,34 kWp, considerando a irradiação local e critérios de compatibilidade elétrica. O estudo incorpora indicadores de desempenho energético e viabilidade econômica, como Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e payback, além de diretrizes de gestão ambiental. Os resultados indicam retorno econômico a partir do sétimo ano e viabilidade financeira ao longo de 25 anos, com redução de custos operacionais e emissões de gases de efeito estufa. Conclui-se que a abordagem utilizada fornece subsídios técnicos e econômicos que podem nortear o desenvolvimento integrado de projetos sustentáveis em concessionárias de saneamento, contribuindo para a gestão da qualidade e para decisões baseadas em desempenho e sustentabilidade.

Biografia do Autor

Joice Consulin Ribeiro, Universidade Federal do Paraná

Mestranda em Meio Ambiente Urbano e Industrial. Universidade Federal do Paraná (UFPR). Bacharel em Engenharia Ambiental e Sanitária. Universidade Federal do Paraná (UFPR).

Virnei Silva Moreira, Universidade Federal do Paraná

Doutor em física da atmosfera pela Universidade Federal de Santa Maria ( UFSM). Professor  da Universidade Federal do Paraná(UFPR), Campus Pontal do Paraná. Professor do Programa de Pós Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial ( PPGMAUI).

Juliana Almansa Malagoli, Universidade Federal do Paraná

Doutora em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Professora da Universidade Federal do Paraná (UFPR), Campus Pontal do Paraná. Professora do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) da UFPR, Campus Curitiba.

Referências

ABINEE - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA ELÉTRICA E ELETRÔNICA. Propostas para Inserção da Energia Solar Fotovoltaica na Matriz Elétrica Brasileira. São Paulo: ABINEE, 2012.

ABTS - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE. A importância do tratamento de efluentes para a preservação do meio ambiente e da saúde pública. [s. l.], 2023. Disponível em: https://www.abts.org.br/blog/tratamentos-de-superficie/a-importancia-do-tratamento-de-efluentes-para-a-preservacao-do-meio-ambiente-e-da-saude-publica Acesso em: 19 mar. 2025.

ÁGUA E EFLUENTES. Etapas de tratamento do esgoto sanitário. [s. l.], 3 nov. 2020. Disponível em: https://www.aguaeefluentes.com.br/post/etapas-de-tratamento-do-esgoto Acesso em: 22 mar. 2025.

ARAUJO, Danielly N.; CARVALHO, Paulo C. M.; DUPONT, Ivonne M., Efeitos da acumulação de sujeira sobre o desempenho de módulos fotovoltaicos. Revista Tecnologia, v. 40, n. 2, 2019. DOI: https://doi.org/10.5020/23180730.2019.9414 DOI: https://doi.org/10.5020/23180730.2019.9414

AZEVEDO, Paulo G. F. et al. Processos físicos e químicos para o tratamento de efluentes: uma revisão integrativa. Revista Brasileira de Gestão Ambiental e Sustentabilidade, [s. l.], v. 7, n. 17, p. 1667-1678, 2020. DOI: https://doi.org/10.21438/rbgas(2020)071740 DOI: https://doi.org/10.21438/rbgas(2020)071740

BCB - BANCO CENTRAL DO BRASIL. Focus: Relatório de Mercado. Brasília, DF: BCB, maio de 2025. Disponível em: https://www.bcb.gov.br/content/focus/focus/R20250530.pdf Acesso em: 16 jun. 2025.

BONETTO, Vinicius et al. Viabilidade econômica sobre o investimento de energia fotovoltaica para um comércio. Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade, Pelotas, RS, v.10, esp, p.44-51, dez. 2022. DOI: https://doi.org/10.15210/rbes.v10iespecial.24977

BORGES, Jacks L. et al. Análise técnica e financeira para implantação de um sistema fotovoltaico no Hospital São Sebastião no município de Turvo/SC. Revista Unicrea, Florianópolis, v. 1, n. 2, p. 17-51, maio/ago. 2023.

CARNEIRO, Elison C.; SCHRÖDER, Luis G. Viabilidade de implantação de usina solar do tratamento da ETE Bicas. Juiz de Fora: Faculdade Unificada Doctum, 2024.

CLAMPER. String Box 2 entrada/2 saídas 1040V 32A 40kA 20008 CLAMPER. Disponível em: https://www.lojaclamper.com.br/clamper-solar-string-box-1040v-32a-1-2e-2s/p Acesso em: 10 maio 2025.

CRAIDE, Sabrina. Nível dos reservatórios está em 38% no Sudeste e Centro-Oeste. Agência Brasil, Brasília, DF, 6 fev. 2014. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/economia/noticia/2014-02/nivel-dos-reservatorios-no-sudeste-e-centro-oeste-esta-mais-baixo Acesso em: 3 nov. 2025.

CREMASCO, Nicole P. et al. Estudo de diferentes tecnologias de células fotovoltaicas. Revista Eletrônica Científica Inovação e Tecnologia, [s. l.], v. 12, n. 31, 2021. DOI: https://doi.org/10.3895/recit.v12.n31.15052 DOI: https://doi.org/10.3895/recit.v12.n31.15052

CRUZ, Fernanda. São Paulo sofreu pior crise de água de sua história em 2014. Agência Brasil, Brasília, DF, 24 dez. 2014. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2014-12/sao-paulo-sofreu-pior-crise-de-agua-da-sua-historia-em-2014 Acesso em: 3 nov. 2025.

DUARTE, Carlos H. C.; ARAÚJO, Bruno P. Geração de energia solar fotovoltaica no Brasil e o desenvolvimento da cadeia local de fornecedores. Revista do BNDES, Rio de Janeiro, v. 31, n. 59, p. 57-118, mar. 2025.

DUFFIE, John A.; BECKMAN, William A. Solar Engineering of Thermal Processes. 4th ed. New York: Wiley, 2013. DOI: https://doi.org/10.1002/9781118671603 DOI: https://doi.org/10.1002/9781118671603

EPE - EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Plano Nacional de Energia 2050: relatório final. Brasília, DF: MME/EPE, 2020.

EPE - EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Matriz energética e elétrica. Rio de Janeiro: EPE, 2023. Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica Acesso em: 3 nov. 2025.

ERLICH, F. Banco Central projeta inflação de 4,9% em 2025, acima do teto da meta. Veja Negócios. 26 jun 2025. Disponível em: https://veja.abril.com.br/economia/banco-central-projeta-inflacao-de-49-em-2025-acima-do-teto-da-meta/ Acesso em: 02 fev. 2026.

GUTIERREZ, Maria B. G. P. S. As mudanças climáticas e seus impactos sobre o setor de energia elétrica no Brasil: a necessidade de aprimorar o planejamento energético. Rio de Janeiro: IPEA, 2024. (Boletim Regional, Urbano e Ambiental - Artigos). Disponível em: https://repositorio.ipea.gov.br/handle/11058/16393 Acesso em: 17 maio 2025.

HOPEWIND. HSHV320/330/350/385K-G02. Disponível em: https://pt.hopewind.com/products-info/320-385kW Acesso em: 10 maio 2025.

IEA - International Energy Agency. Cost and performance trends in grid-connected photovoltaic systems and case studies. Paris: IEA, 2007.

IEA - International Energy Agency. Clean Energy Market Monitor, March 2024. Paris: IEA, 2024.

IGUÁ. Nossas operações. Paranaguá: Iguá. Disponível em: https://igua.com.br/paranagua/nossas-operacoes Acesso em: 19 jun. 2024.

IRENA - International Renewable Energy Agency. Renewable Power Generation Costs in 2018. Abu Dhabi:IRENA, 2019.

JINKO SOLAR. Tiger Neo N-type 72HL4-(V) 555-575 Watt. [s. l.]: Jinko Solar, 2022. Disponível em: https://jinkosolarcdn.shwebspace.com/uploads/JKM555-575N-72HL4-(V)-F1-PT.pdf Acesso em: 20 jun. 2024.

LIMA, Jacira R.; NUNES, Luciana A. S. Geração de energia fotovoltaica on-grid e off-grid. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência e Tecnologia) – Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2022.

MENDES, Luiz F. R.; STHEL, Marcelo S.; LIMA, Marcenilda A. O crescimento da geração distribuída no contexto da crise hidroenergética na região Sudeste do Brasil: aspectos ambientais e socioeconômicos. Revista Vértices, Campos dos Goytacazes, v. 22, n. 3, p. 626-647, set./dez. 2020. DOI: https://doi.org/10.19180/1809-2667.v22n32020p626-647 DOI: https://doi.org/10.19180/1809-2667.v22n32020p626-647

OBSERVATÓRIO DO CLIMA. Emissões do Brasil têm a maior queda em 15 anos. Observatório do Clima, [s. l.], 3 nov. 2025. Disponível em: https://www.oc.eco.br/emissoes-do-brasil-tem-a-maior-queda-em-16-anos/ Acesso em: 13 nov. 2025.

ONU - ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS. Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável no Brasil. Brasília, DF: Nações Unidas Brasil, 2024. Disponível em: https://brasil.un.org/pt-br/sdgs/7 Acesso em: 18 ago. 2024.

PARANÁ (Estado). Estado inaugura obras de saneamento em Curitiba. Curitiba: Agência Estadual de Notícias, 4 dez. 2019. Disponível em: https://www.parana.pr.gov.br/aen/Noticia/Estado-inaugura-obras-de-saneamento-em-Curitiba Acesso em: 2 fev. 2026.

PEREIRA, Enio B. et al. Atlas Brasileiro de Energia Solar. 2. ed. São José dos Campos: INPE, 2017. DOI: https://doi.org/10.34024/978851700089 DOI: https://doi.org/10.34024/978851700089

PEREIRA, Osvaldo L. S.; GONÇALVES, Felipe F. Dimensionamento de inversores para sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica: estudo de caso do sistema de Tubarão – SC. Revista Brasileira de Energia, [s. l.], v. 14, n. 1, p. 25-45, 2008.

PICARD, Jean, F. As muitas vantagens da célula N-Type. Canal Solar, 26 de novembro de 2021. Disponível em: https://canalsolar.com.br/as-muitas-vantagens-da-celula-n-type/ Acesso em: 28 jan. 2026.

PINHO, João T.; GALDINO, Marco A. (org.). Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. Ed. rev. e atual. Rio de Janeiro: CEPEL/CRESESB, 2014.

RIBEIRO, Renata G. A., et al. Proposição de uma metodologia para análise de viabilidade econômica de uma usina fotovoltaica. Revista Principia: divulgação científica e tecnológica do IFPB, João Pessoa, n. 34, p. 77-85, maio 2017. DOI: https://doi.org/10.18265/1517-03062015v1n34p84-92 DOI: https://doi.org/10.18265/1517-03062015v1n34p84-92

ROSSO, André, P. et al. Influência do fator de dimensionamento de inversor no desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede em operação no sul do Brasil. In: IX Congresso Brasileiro de Energia Solar, Florianópolis, 23 a 27 de maio de 2022. DOI: https://doi.org/10.59627/cbens.2022.1118 DOI: https://doi.org/10.59627/cbens.2022.1118

SANEPAR - COMPANHIA DE SANEAMENTO DO PARANÁ. Relato Integrado 2024. Curitiba: Sanepar, 2024. Disponível em: https://ri.sanepar.com.br/docs/Sanepar-2024-12-31-768DDfgK.pdf Acesso em: 10 ago. 2025.

SANTANA, Julie Catherine Siqueira et al. O uso e produção da energia limpa como método de preservação ambiental sustentável. Revista Portos: por um mundo mais sustentável. Rio de Janeiro: Epitaya, 2020. v. 1, n. 12, cap. 1, p. 99–111. DOI: https://doi.org/10.47879/ed.ep.2020144p99 DOI: https://doi.org/10.47879/ed.ep.2020144p99

SILVA, Alessandra V. Á.; VON SPERLING, Marcos; OLIVEIRA FILHO, José M. Avaliação das unidades de tratamento do lodo em uma ETE de lodos ativados convencional submetida a distintas estratégias operacionais. Engenharia Sanitária e Ambiental, Belo Horizonte, v. 12, n. 2, 2007. DOI https://doi.org/10.1590/S1413-41522007000200003 DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-41522007000200003

TALANOA. NDC brasileira com metas corrigidas para 2025 e 2030. Nota Técnica, 4. Série “NDC brasileira”. Rio de Janeiro: Talanoa, 2023. Disponível em: http://www.institutotalanoa.org/publicacoes Acesso em: 10 jun. 2025.

TIEPOLO, Gerson M. et al. Atlas de energia solar do estado do Paraná – Resultados. In: VII Congresso Brasileiro de Energia Solar, Gramado, 17 a 20 de abril de 2018. DOI: https://10.59627/rbens.2018v9i1.229 DOI: https://doi.org/10.59627/cbens.2018.671

Como Citar

Ribeiro, J. C. ., Moreira, V. S., & Malagoli, J. A. . (2026). DIMENSIONAMENTO E VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DE PROJETOS FOTOVOLTAICOS EM ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO. RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar - ISSN 2675-6218, 7(6), e768178. https://doi.org/10.47820/recima21.v7i6.8178