Pesquisa & Desenvolvimento e Qualidade em Energia Solar Fotovoltaica

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1 Pesquisa & Desenvolvimento e Qualidade em Energia Solar Fotovoltaica Prof. Ricardo Rüther Laboratório Fotovoltaica/UFSC Universidade Federal de Santa Catarina UFSC Instituto para o Desenvolvimento das Energias Alternativas na América Latina - IDEAL & Associação Brasileira de Energia Solar - ABENS

2 O universo das tecnologias solares fotovoltaicas

3 O universo das tecnologias solares fotovoltaicas A primeira célula solar fotovoltaica já completou 65 anos! A primeira célula solar fotovoltaica tinha eficiência de 6% em 1954 [This article is copyrighted as indicated in the abstract. Reuse of AIP content is subject to the terms at: Downloaded to ] IP: On: Mon, 14 Oct :42:41

4 D.M. Chapin, C.S. Fuller & G.L. Pearson, A New Silicon p-n- Junction Photocell for Converting Solar Radiation into Electrical Power. Journal of Applied Physics, vol. 25, p Vanguard I First solar-powered satellite, March 17, 1958

5 Qual a confiabilidade desta tecnologia? D.M. Chapin, C.S. Fuller & G.L. Pearson, A New Silicon p-n- Junction Photocell for Converting Solar Radiation into Electrical Power. Journal of Applied Physics, vol. 25, p

6 Mercado Fotovoltaico Mundial 22% 29% 26% 24% MWp Mercado aumentou quase 4 mil vezes em 33 anos 2% 3% <1% 2018 >90 mil MWp > 95% telecom. e mini-redes sistemas isolados artigos de consumo sist. conectados à rede [Fontes: Photon International, Navigant Consulting]

7 Qual a confiabilidade desta tecnologia?

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9 Qual a confiabilidade desta tecnologia?

10 Geração distribuída x centralizada Alemanha: 1.5 milhão de geradores solares distribuídos A maioria (80%) é pequeno (< 1 MW) A maioria está conectada no sistema de distribuição em BT Austrália: 2,0 milhão de geradores solares distribuídos Inglaterra: 1,0 milhão de geradores solares distribuídos

11 Geração distribuída x centralizada Projeto Eletrosul Megawatt Solar

12 Projeto Eletrosul Megawatt Solar

13 Compromissos entre forma e função Urbanetz, J., Zomer, C. & Rüther, R., Compromises between form and function in grid-connected, building-integrated photovoltaics (BIPV) at low-latitude sites, Building and Environment (Elsevier), Vol. 46 (2011), pp

14 Compromissos entre forma e função Urbanetz, J., Zomer, C. & Rüther, R., Compromises between form and function in grid-connected, building-integrated photovoltaics (BIPV) at low-latitude sites, Building and Environment (Elsevier), Vol. 46 (2011), pp

15 Compromissos entre forma e função

16 Compromissos entre forma e função Geração anual específica (kwh/kwp) UFSC flat reference ELETROSUL curved # 1 ELETROSUL curved # 2 ELETROSUL curved # 3 ELETROSUL full system Yield (kwh/kwp) % YIELD (kwh/kwp) Jun-09 Jul-09 Aug-09 Sep-09 Oct-09 Nov-09 Dec-09 Jan-10 Feb-10 Mar-10 Apr-10 May-10 UFSC flat reference ELETROSUL curved # 1 ELETROSUL curved # 2 ELETROSUL curved # 3 ELETROSUL full system Urbanetz, J., Zomer, C. & Rüther, R., Compromises between form and function in grid-connected, building-integrated photovoltaics (BIPV) at low-latitude sites, Building and Environment (Elsevier), Vol. 46 (2011), pp

17 Efeitos da injeção de grandes blocos de energia solar fotovoltaica na rede urbana de distribuição Braun, P. & Rüther, R., The role of grid-connected, building-integrated photovoltaic generation in commercial building energy and power loads in a warm and sunny climate, Energy Conversion and Management (Elsevier), Vol. 51, p , 2010.

18 Baterias de segunda-vida de íons de Lítio Descartadas de veículos elétricos depois de 5 anos de uso

19 Baterias de segunda-vida de íons de Lítio Descartadas de veículos elétricos depois de 5 anos de uso

20 Edifícios de Energia Positiva Múltiplas cargas (incluindo VEs) Geração distribuída (energia positiva: gera mais energia do que consome anualmente) Controle das cargas (gerenciamento da demanda) Armazenamento de energia (baterias Li-Ion) Pode operar em paralelo com a rede ou como ilha

21 FOTOVOLTAICA/UFSC EM FLORIANÓPOLIS Carport kwp (CIGS) Bloco A kwp (p-si) Bloco B 13.5 kwp (µc-si/a-si) ebus: estação de recarga 2.44 kwp (CdTe) Estação Solarimétrica Geradores FV em solo 10 kwp, incluindo 2 x 2.2 kwp experimento camada anti-reflexo em módulos de filmes finos de CdTe

22 Fase 2: expansão do Fotovoltaica/UFSC baterias e mobilidade elétrica (início das obras em 2019) Fase 3: expansão do Fotovoltaica/UFSC (laboratórios, bancadas experimentais e centro de treinamento) OUR FACILITIES Single-axis tracker (First Solar CdTe Series 6 + BYD Bifacial) 22

23 Pesquisa & Desenvolvimento e Qualidade em Energia Solar Fotovoltaica Prof. Ricardo Rüther Laboratório Fotovoltaica/UFSC Universidade Federal de Santa Catarina UFSC Instituto para o Desenvolvimento das Energias Alternativas na América Latina - IDEAL & Associação Brasileira de Energia Solar - ABENS