GERAÇÃO DISTRIBUIDA E SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

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1 GERAÇÃO DISTRIBUIDA E SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE ELETROTÉCNICA E ENERGIA LABORATÓRIO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Roberto Zilles

2 Mercado mundial das aplicações fotovoltaicas Sistemas fotovoltaicos conectados à rede Integração em edificações Particularidades dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede O prédio da administração do IEE USP Preço do Wp e estimativas do custo do kwh A situação dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede em operação no país Bonificações: sistemas ou fontes renováveis de energia

3 Produ ução (M MWp) Produção mundial de módulos fotovoltaicos % 40% 34% 68% 45% 40% 39% % % % % ano Photon International, 3, 2011; Cell production survey March 2011

4 Instalada a (MWp) Potência ,9% 94,8% Conectados à rede Sistemas isolados 91,6% 89,8% 87,0% ano IEA PVPS Task 1, 2010: Trends in photovoltaic applications: Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2009, Report IEA PVPS T

5 Sistemas fotovoltaicos conectados td à rede, o que são? 1 MWp, Primera central California 1 MWp, Toledo Espanha

6 Sistemas fotovoltaicos conectados à rede Centrais solares 4 MW em Jaén, Espanha

7 42 MW em Moura, Portugal

8 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA COM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS EM EDIFICAÇÕES São unidades de geração que, além de consumidoras de energia, passam a produzir parte da energia necessária, podendo, em algumas situações verter o excedente à rede de distribuição de eletricidade. Energia Fotovoltaica kwh Ponto de fornecimento Rede elétrica de distribuição Gerador Fotovoltaico Inversor DC/AC kwh Carga da Edificação Contador de Energia

9 GRAUS DE INTEGRAÇÃO Pérgula Fechamento Módulos independentes d Integrado ao telhado Sombreado Sobreposto Telhas

10 Módulos sobrepostos

11 Módulos sobrepostos

12 Fechamento e Sombreado Oberlin College Lewis Center (fonte: Professor Deo Prasad University of New South Wales, Sydney, Australia

13 Fechamento de fachadas verticais

14 Fechamento Residencias - Alemanha

15 Sombreado Estacionamento ELETROSUL, 12 kwp (2009)

16 Telhas

17 INTERAÇÃO COM A REDE ELÉTRICA EnergiaFotovoltaica kwh Rede elétrica de distribuição Gerador Fotovoltaicooltaico Carga da Edificação Inversor DC/AC kwh Contador de Energia

18 55 SFCR instalados entre 1995 e Fevereiro de 2011 No Brasil 51 em operação Potência em operação, aproximadamente 350 kw p (+ 1 MWp em abril 2011) Maioria associada a projetos de P+D 3 kwp, IEE USP

19 O PRÉDIO DA ADMINISTRAÇÃO DO IEE USP 12 kw, IEE USP

20 Influenciada produção de um SFCRna curvade carga da edificação do IEE USP Dia de semana com produção solar igual a 55 % do consumo Pot tência (kw) Produção - SFCR Demanda Total Demanda Resultante Consumo Acumulado Produção Acumulada 10, kwh/dia 90 9,0 80 8,0 70 7,0 60 6,0 5,0 45 kwh/dia ,0 40 3,0 30 2,0 20 1,0 10 0,0 0 22:48 01:12 03:36 06:00 08:24 10:48 13:12 15:36 18:00 20:24 22:48 Tempo (h) Energia Acumulada a (kwh)

21 Influencia da produção de um SFCR na curva de carga de uma edificação Fim de semana com produção solar igual a 233 % do consumo Pot tência (kw) Produção-SFCR Demanda Total Demanda Resultante t Consumo Acumulado Produção Acumulada 7,0 45 6,0 5,0 35,7 kwh/dia 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0-1,0-2,0 15,3 kwh/dia -3,0-4,0 40-5,0-6,0 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 Tempo (h) Energia Acumulada a (kwh)

22 Preços do Wp 2,50 Preços na Alemanha mercado spot, C-Si, de acordo com a origem Novembro de 2010 a Fevereiro de 2011 uros/wat tt E 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Japon Europa y USA China 26/11/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /1/ /1/ /1/ /1/ /2/ /2/20111 Photon International, 3, 2011; Module price index. March 2011

23 Preços turn-key para grandes sistemas fotovoltaicos (2008 /kw) e redução anual esperada (%). /kw Fonte: EPIA and National Renewable Energy Laboratory - A.T.Kearney analysis.

24 Estimativa do custo do kwh 35 1 = R$2, Turn-key 3,500 Euros/kW 2,200 Euros/kW Euro/kWh R$/MWh OM = 1% Inv por ano r = 6% 25 anos Centavos de R$/MWh Fator de Capacidade

25 Estimativa do custo do kwh 60 1 = R$2, Turn-key 3,500 Euros/kW 45 2, Euros/kW Cen ntavos de Euro/kWh OM = 1% Inv por ano 842 R$/MWh r = 12% 25 anos 701 R$/MWh 529 R$/MWh 440 R$/MWh Fator de Capacidade

26 Estimativa do custo do kwh 30 1 = R$2, Turn-key 1,500 Euros/kW Centavos de Euro/kWh OM = 1% Inv por ano r = 12% 25 anos 360 R$/MWh 300 R$/MWh Fator de Capacidade

27 TELHADOS SOLARES 12% 11% 10% 9% 8% 7% 6% 056 0,56 R$/kWh 081 0,81 0,75 0,69 R$/kWh 0,63 11,3% 0,80 R$/kWh R$/kWh R$/kWh R$/kWh 10,1% 1% 0,60 R$/kWh 8,8% 7,5% 0,40 R$/kWh 61% 6,1% 020R$/kWh 0,20 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 TIR Tarifa da rede elétrica [R$/kWh] Considerações: Produtividade = kwh/ CF = 15,2%

28 - Situação dos sistemas em operação no país REGISTRO: Resolução ANEEL 390/2009 Energia Fotovoltaica kwh Ponto de fornecimento Rede elétrica de distribuição Gerador Fotovoltaico Inversor DC/AC kwh Carga da Edificação Contador de Energia

29 - Situação dos sistemas em operação no país Empreendimentos em Operação Tipo Quantidad Potência Outorgada Potência Fiscalizada e (kw) (kw) % CGH ,17 EOL ,82 PCH ,09 SOL UHE ,77 UTE ,41 UTN ,76 Total (16/03/2011)

30 - Situação dos sistemas em operação no país Exemplo de aplicação em um residência particular Fonte: ebea engenharia

31 Ministério de Minas e Energia Estudo e propostas de utilização de geração fotovoltaica conectada à rede, em particular em edificações urbanas Relatório do Grupo de Trabalho de Geração Distribuída ib com Sistemas Fotovoltaicos GT-GDSF Portaria n.º 36, de 26 de Novembro de 2008 Secretaria de Planejamento e Desenvolvimento Energético SPE Departamento de Desenvolvimento Energético - DDE

32 Ações em andamento e em avaliação NA FINEP SEXEC - Secretaria Executiva CD-FNDCT Conselho Diretor do FNDCT CCFS Comitê de Coordenação dos Fundos Setoriais ASCOF - Assessoria de Coordenação dos Fundos Setoriais Desenvolvimento de competências em geração distribuída com sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica de baixa tensão Implantação de 6 (seis) projetos piloto, totalizando 120 (cento e vinte) telhados com sistemas fotovoltaicos, instalados em áreas de concessão de geração de energia elétrica distintas, para garantir a instalação em áreas com diferentes padrões de conexão; Desenvolvimento de procedimentos de medição, gestão e operação de sistemas distribuídos em baixa tensão e avaliação do impacto da geração distribuída em alimentadores urbanos; Estabelecimento de competências para o desenvolvimento da geração distribuída com sistemas Estabelecimento de competências para o desenvolvimento da geração distribuída com sistemas fotovoltaicos e formação de Recursos Humanos especializados;

33 ETIQUETAGEM DE EDIFÍCIOS COMERCIAIS, DE SERVIÇOS E PÚBLICOS Legislação Documentos disponíveis para download no sítio do LABEEE (Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da UFSC)

34 ENCE PONTUAÇÃOfinal do edifício, responsável pelo nível de eficiência. Inclui as bonificações MÉTODO de avaliação: Prescritivo ou simulação NÍVEL DE EFICIÊNCIA DO EDIFÍCIO ou de parte deste ENVOLTÓRIA Etiqueta parcial CONDICIONAMENTO DE AR Etiqueta parcial ILUMINAÇÃO Etiqueta parcial

35 Duas etapas para obtenção da ENCE: Avaliação de projeto; Inspeção do edifício construído Etiqueta de Projeto Etiqueta do Edifício Construído

36 ETIQUETAGEM DE EDIFÍCIOS COMERCIAIS, DE SERVIÇOS E PÚBLICOS ENCE Etiqueta Nacional de Conservação de Energia BONIFICAÇÕES: SISTEMAS OU FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA Edificações que utilizarem aquecimento solar de água devem provar atendimento com uma fração solar igual ou superior a 60% Energia eólica ou uso de módulos fotovoltaicos devem proporcionar uma economia mínima de 10% no consumo anual de energia elétrica do edifício

37 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE ELETROTÉCNICA E ENERGIA LABORATÓRIO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS OBRIGADO PELA ATENÇÃO Roberto Zilles zilles@iee.usp.br