Sistemas de Geração Eólica. Bibliografia. Conselhos e Associações. Conselhos e Associações. Aula 1 Panorâma da Geração Eólica Ano-base: 2010

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1 Cronograma Aula 1. Panorâma de geração eólica 22/11 Sistemas de Aula 2. Operação de sistemas de geração eólica 29/11 Prof. Romeu Reginato Outubro de Aula 3. Tecnologias de geração eólica 06/12 Aula 4. Modelagem de sistemas de geração eólica 13/12 2 Bibliografia Ackermann, T.; Wind Power in Power Systems; Wiley; Aula 1 Panorâma da Ano-base: Conselhos e Associações Conselhos e Associações Global Wind Energy Council (GWEC) Fórum global para o setor de energia eólica (industrias e associações representativas World Wind Energy Association (WWEA) Associação de promoção e desenvolvimento mundial da tecnologia de energia eólica European Wind Energy Association (EWEA) Voz da indústria de energia éolica na Europa (Bruchelas) American Wind Energy Association (AWEA) Associação comercial representante da indústria de energia eólica Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica) Empresas da cadeia geradora de energia eólica 5 US Department of Energy (DOE) US Energy Information Administration (EIA) Análises e estatísticas independentes Brasil MME - Ministério das Minas e Energias, ONS - Operador Nacional do Sistema Elétrico, Aneel Agência Nacional de Energia Elétrica, 6

2 Potencial Eólico 13% da superfície terrestre apresenta ventos com velocidade média acima de 6.9m/s Stanford University s Global Climate and Energy Project (apud GWEC) 7500 pontos de medição a 80m de altura 500 estações de monitoramento por balão Potencial Eólico Potêncial eólico mundial aproveitável German Advisory Council on Global Change (apud GWEC) medidas de vento de 14 anos ( ) Considera aproveitável 10-15% do total TWh/ano sem offshore TWh/ano com offshore Fontes: Aneel (Atlas de Enegia Elétrica do Brasil); EIA (Energy Information Adm.) 7 GWEC (Global Wind Energy Council) Fontes: Aneel (Atlas de Enegia Elétrica do Brasil); EIA (Energy Information Adm.) 8 GWEC (Global Wind Energy Council) Potencial Eólico Energia Eólica no Mundo Potêncial eólico mundial aproveitável TWh/ano sem offshore TWh/ano com offshore Energia elétrica mundial gerada em ,196 TWh total 36% do sem offshore 3.654,093 TWh energias renováveis 6,9% do sem offshore 209,915 TWh energia eólica 0,4% do sem offshore Fontes: EIA (Energy Information Adm.) GWEC (Global Wind Energy Council) 9 Global Wind Energy Council (GWEC) Global Wind 2009 Report, GWEC, March Global Wind 2007 Report, GWEC, May Global Wind Outlook 2010, GWEC, Oct Crescimento global acumulado Crescimento global acumulado Taxa de crescimento média 28% ao ano exp(0.25t) 11 12

3 Crescimento anual Capacidade anual instalada por região Taxa de crescimento média 28% ao ano exp(0.25t) Taxa de crescimento média 28% ao ano exp(0.25t) Capacidade instalada por país Global Wind 2007 Report, GWEC, May Global Wind 2009 Report, GWEC, March Valores e projeções Indicador Potência instalada mundial MW MW Potência anual instalada MW MW Taxa de crescimento anual 21,2% 24,2% Energia anual produzida 163,5 TWh 209,9 TWh (2008) Percentual da energia elétrica mundial 1% 3% 17 Global Wind 2007 Report, GWEC, May Global Wind 2009 Report, GWEC, March

4 Penetração da geração eólica Europa 19 Pure Power: Wind energy targets for 2020 and 2030, EWEA, Nov Projeção de crescimento Projeção do mercado Global Wind 2009 Report, GWEC, March Projeção para os próximos 5 anos. Período Variáveis: Capacidade anual instalada (MW adicionados a cada ano). Taxa de crescimento da capacidade anual instalada. Capacidade acumulada (MW). Taxa de crescimento da capacidade acumulada Projeção de crescimento anual Projeção de crescimento cumulativo 23 24

5 Projeção de crescimento Global Wind Outlook 2010, GWEC, Oct Projeção de crescimento Global Wind Outlook 2010, GWEC, Oct Projeção para os próximos 20 a 30 anos. Período Taxa de Crescimento Variáveis: Capacidade anual instalada (MW adicionados a cada ano). Taxa de crescimento da capacidade anual instalada. Cenário referência Cenário moderado 17% 26% 3% (2015) 9% 3% 5% Capacidade acumulada (MW). Taxa de crescimento da capacidade acumulada. Cenário avançado 27% 9% 4% Global Wind Energy Outlook 2010, GWEC, Oct Global Wind Energy Outlook 2010, GWEC, Oct Projetos de Crescimento Wind Force 12 - Mundial Pure Power - Europa 20% Wind Energy by 2030 EUA Plano Nacional de Energia Brasil 1/5 da energia elétrica produzida por geração eólica Global Wind Energy Outlook 2010, GWEC, Oct

6 Wind Force 12 EWEA & Greenpeace Junho/2005 Pure Power: Wind Energy Scenarios up to 2030 EWEA European Wind Energy Association Março/ % da energia elétrica mundial produzida por energia eólica em % da energia elétrica da Europa produzida por energia eólica em 2030 Relatório de revisão e atualização (refere a 2009 EU Renewable Energy Directive) Novembro/09 32 Crescimento da energia eólica na Europa (previsão 2008) Crescimento da energia eólica na Europa (revisão 2009) Capacidade instalada (GW) Capacidade eólica instalada (GW) Participação geração eólica ,4% Pure Power, EWEA, May ,9% ,1% ,5% 33 Capacidade instalada (GW) Capacidade eólica instalada (GW) Onshore Offshore Participação geração eólica (capacidade) ,5 1,5 8,1% ,9% ,2% Pure Power: Wind energy targets for 2020 and 2030, EWEA, Nov ,7% 34 Crescimento de na Europa Crescimento Anual de Pure Power: Wind energy targets for 2020 and 2030, EWEA, Nov Pure Power: Wind energy targets for 2020 and 2030, EWEA, Nov

7 Participação de na Europa 20% Wind Energy by 2030 US Department of Energy (DOE) 20% da energia elétrica dos EUA produzida por energia eólica em 2030 Pure Power: Wind energy targets for 2020 and 2030, EWEA, Nov Participação da Energia Eólica no Brasil Tipo Quantidade Potência Outorgada (MW) Potência Fiscalizada (MW) % Energia Eólica no Brasil CGH EOL ,73 838,93 184,12 835,34 0,17 0,75 PCH , ,23 2,95 SOL 4 0,086 0,086 0 UHE , ,67 68,97 UTE , ,18 25,35 UTN , ,00 1,81 Total , , Central de Informações de Geração; Aneel. 40 Situação da Energia Eólica no Brasil Evolução da capacidade instalada Empreendimentos Situação Outorgados Em construção Em operação Potencial eólico brasileiro: MW Central de Informações de Geração; Aneel. Aneel, Atlas de Energia Elétrica do Brasil Energia Eólica (cap. 6) Potência (MW) 3.049,83 273,30 835, Capacidade Instalada (MW)

8 Evolução da participação 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Participação da (%) Parques Eólicos no Brasil Operação + Outorgados (09/2003) (Atlas Eólico Brasileiro; Aneel) Potência dos empreendimentos Potëncia dos Empreendimentos (MW) Capacidade instalada por estado Capacidade instalada por estado (MW) CE RS PB RN PE PI SC PR 518, ,2 49,3 24, ,8 2,5 Maior potência (Praia Formosa, CE): 104,4MW Potência média dos empreendimentos: 18,16MW Região Nordeste: 80,02% Região Sul: 19,98% Localidade da Usina Osório Sangradouro Índios Rio do Fogo Prainha (Aquiraz) Água Doce Taiba - São Gonçalo do Amarante Horizonte Palmas Porto de Muçuripe Macau Morro Camelinho Bom Jardim da Serra Olinda Fernando de Noronha Alguns parques eólicos instalados Estado RS RS RS RN CE SC CE SC PR CE RN MG SC PE PE Capacidade (MW) , ,8 2,5 2,4 1,8 1 0,6 0,3 0,25 Turbinas 25 x 2 MW 25 x 2 MW 25 x 2 MW 62 x 800 kw 10 x 500 kw 15 x 600 kw 10 x 500 kw 08 x 600 kw 05 x 500 kw 04 x 600 kw 03 x 600 kw 04 x 500 kw 01 x 600 kw 01 x 300 kw 01 x 225 kw Ano Plano Nacional de Energia 2030 (PNE-2030) Ministério das Minas e Energia, Brasil Novembro de MW de geração eólica instalados em 2030, representando 2% da energia elétrica produzida no Brasil 48

9 Caso Ilustrativo 49 Parque eólico de Osório, RS Potência instalada: 50 MW Número de aerogeradores: 25 Potência por aerogerador: 2 MW Fator de capacidade médio: 34% Previsão de retorno: 12 anos 50 70m Turbinas Wobben/Enercon E-70 Peso da torre 810 toneladas Peso da turbina 100 toneladas 98m 51 Visão Geral dos Tipos de Turbinas Eólicas 52 Aerogeradores de eixo horizontal São os mais utilizados atualmente Opções com diferentes números de pás, com operação em diferentes faixas de velocidade de vento Modelo de 3 pás mais utilizado Necessita de controle de orientação do vento para garantir bom aproveitamento Duas pás do vento disponível 53 11kW 54 Três pás 100kW Multipás Três pás residencial

10 Aerogeradores de eixo vertical Vantagem. Responde bem para ventos em todas direções não necessita de controle de orientação. Desvantagens. Velocidades baixas na parte inferior das hélices Precisa de arranque auxiliar Manutenção mais complexa Necessidade de cabos auxiliares para sustentação 55 Eixo vertical 1kW Torre tubular X em treliça 56 Eixo horizontal 3 pás Evolução das turbinas eólicas Estado da arte Altura: 138 m Diâmetro: 126 m Potência: 6 MW Enercon (Alemanha) (Wind Power; Adaptado de: Molly, J.P.; Global Renewable Energy Forum; Foz do Iguaçu, Possível tecnologia Tecnologias Emergentes Altura: 300m 10-15kW Eficiência: 50% Em teste: MARS Magenn Power Air Rotor System Empresa Canadense. Sistema baseado nos princípios do dirigível Magnus. (Inovação Tecnológica; Balão que gera eletricidade a partir do vento começa a ser testado; ) (Magenn, Wind Power Anywhere; 60