Energia Solar Fotovoltaica

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1 Energia Solar Fotovoltaica

2 O Papel das Fontes Renováveis Energia Solar no Mundo Energia Solar no Brasil Geração Distribuída Desafios para o Futuro

3 O Papel das Fontes Renováveis no Mundo Em um ano, A Terra recebe 80 mil vezes mais energia do Sol do que todas as outras fontes renováveis somadas podem produzir no mesmo período. A quantidade de energia solar que atinge a terra em um ano é maior que todas as outras reservas naturais de todas as outras fontes disponíveis Curiosidades A energia solar recebida pela Terra é cerca de 5 mil vezes maior do que o consumo mundial de eletricidade e energia térmica somados. A energia solar que chega a Terra em um ano é cerca de 35 vezes maior do que as reservas mundiais de petróleo, carvão, gás natural e urânio somadas.

4 O Papel das Fontes Renováveis no Mundo ü Energia elétrica de fontes renováveis: 26% da matriz mundial em 2020 Ø Resultado de queda nos custos da geração, em especial Eólica e Solar Fotovoltaica Ø Eólicas onshore é fonte líder no período: 1/3 de todo o crescimento de fontes Renováveis Ø Solar Fotovoltaica: segunda colocada ü Modelo de negócio envolvendo contratos de longo prazo, como o do Brasil (leilões regulados pelo governo com PPAs de longo prazo) Ø Exemplo que contribui para a competitividade dessas fontes ü Decréscimo no preço Ø Eólica onshore: 30% Ø Solar PV: 65% ü Desafios em escala mundial Ø Regulatórios Ø Transmissão Ø Condições macroeconômicas Ø Financiamento ü Superação de tais barreiras garantirá que as renováveis não convencionais possam crescer no ritmo que suas tecnologias permite

5 O Papel das Fontes Renováveis no Mundo As usinas solares que utilizam tecnologia fotovoltaica poderiam responder por 8 por cento a 13 por cento da eletricidade mundial produzida em 2030, em comparação com 1,2 por cento no fim do ano passado, de acordo com um relatório publicado nesta quarta-feira pelo grupo do setor com sede em Abu Dhabi.

6 O Papel das Fontes Renováveis no Mundo As fontes renováveis estão substituindo a energia nuclear e restringindo a produção de eletricidade com gás e carvão em regiões desenvolvidas, como a Europa e os EUA, de acordo com a Bloomberg New Energy Finance.

7 O Papel das Fontes Renováveis no Mundo Participação da geração de energia solar no mundo (IEA 2008) Projeção da Potência Instalada da geração distribuída com instalações no Brasil (2015) EPE

8 O Papel das Fontes Renováveis na Matriz Elétrica Brasil ü Participação relativa das grandes usinas hidrelétricas está diminuindo e dando lugar às novas renováveis

9 O Papel das Fontes Renováveis no Brasil Crescimento Planejado ü O relatório de planejamento previa ZERO de solar na Matriz ü Em um ano, o cenário mudou para uma expectativa de 7% da matriz em 2023

10 O Papel das Fontes Renováveis no Brasil Evolução e Complementariedade Capacidade Instalada (GW) Evolução Renováveis na Matriz Nacional 24% 23% 23% 22% 20% 18% 18% 24% 24% % 24% 23% 22% 21% 20% 19% 18% 17% PCH EOL BIO SOL Participação Matriz Perfil de geração anual

11 O Papel das Fontes Renováveis no Brasil Evolução e Complementariedade HIdroelétrica Solar Eólica Biomassa Jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez As fontes de energia devem ser complementares de forma a garantir maior estabilidade no fornecimento de energia elétrica.

12 Energia Solar no Mundo Crescimento ü Na Alemanha, eólica e solar combinadas chegaram a atender 59% da carga em um dia de outubro de 2013 ü Nos Estados Unidos, a instalação de novas plantas de PV aumentou 16 vezes em um prazo de apenas 5 anos enquanto que no mundo, cerca de 9 vezes para o mesmo período Novas Plantas PV - MW EUA Mundo EUA Mundo

13 Energia Solar no Mundo Crescimento ü Existe potencial para que a fonte solar (PV e Térmica combinadas) sejam a maior fonte de energia elétrica do mundo em 2050 Ø PV: reduções expressivas no preço com a evolução tecnológica e ingresso em larga escala na geração distribuída (GD) Ø Térmica: benefício da flexibilidade operativa ainda não está devidamente valorado (externalidade positiva) Fonte: IEA Technology Roadmaps for Solar Electricity - Hoeven, M. 29/09/2014

14 Energia Solar no Mundo Características ü É a energia mais abundante do planeta Ø 0,01% da irradiação é suficiente para atender a demanda mundial de energia ü Brasil Ø Clima favorável e grande incidência de sol durante o ano todo ü Confiabilidade Ø Tecnologia bastante madura (50 anos de desenvolvimento contínuos) ü Baixa variabilidade intra-anual Ø Importante do ponto de vista comercial ü Sinergia com a carga Ø Sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição Ø Geração próxima ao centro de consumo reduz necessidade de investimento em transmissão ü Baixo impacto ambiental: fonte com maior potencial para captura de CO2 Fonte: IEA Technology Roadmaps for Solar Electricity - Hoeven, M. 29/09/2014

15 Energia Solar no Mundo Tecnologia com Viabilidade Comercial Fotovoltaica (PV) ü Capacidade instalada no mundo: 150 GW (2014) ü De 2003 a 2013, cresceu em média 49% a.a. ü A produção de módulos na China contribuiu para uma queda significativa no preço (placas representam ~ 60% dos custos) ü O decréscimo no preço do Watt instalado é devido, principalmente, ao incremento da tecnologia 1970: US$100/W Decréscimo de mais de 154 x 2016: US$0,43/W

16 Energia Solar no Mundo Tecnologia com Viabilidade Comercial

17 Energia Solar no Mundo Tecnologia com Viabilidade Comercial Avaliação Gratuita Economia Solução Financeira Projeto de Engenharia Manut. Especializada Certificação Leed CADEIA CORPORATIVA Equip. Certificados Monitoramento Doc. Concessionária Ligando o Sistema Instalação Rápida

18 Energia Solar no Mundo Tecnologia com Viabilidade Comercial Elos da cadeia produtiva inexistentes no Brasil

19 Energia Solar no Mundo Tecnologia com Viabilidade Comercial Moldura de Alumínio Vidro Especial Encapsulante EVA Células Fotovoltaicas Encapsulante EVA Backsheet Caixa de Junção

20 Energia Solar no Mundo Tecnologia com Viabilidade Comercial As eficiências de conversão das células solares módulos PV policristalino se e n c o n t ra m e m torno de % Cronologia das eficiências de conversão conseguidas em células solares fotovoltaicas (fonte: National Renewable Energy Laboratory dos Estados Unidos)

21 Energia Solar no Mundo Tecnologia com Viabilidade Comercial Sistema de Compensação de Energia Elétrica, também conhecido pelo termo em inglês net metering, é um procedimento no qual um consumidor de energia elétrica instala pequenos geradores em sua unidade consumidora, a energia gerada é usada para abater o consumo de energia elétrica da unidade. Quando a geração for maior que o consumo, o saldo positivo de energia poderá ser utilizado para abater o consumo em outro posto tarifário ou na fatura do mês subsequente no prazo máximo de 60 meses.

22 Energia Solar no Brasil Irradiação Solar FC médio: 20% Grande margem para evolução da tecnologia ü O Atlas Brasileiro de Energia Solar (INPE) apresenta a irradiação total em unidade kwh/ m²/dia Potencial Nacional: 2TWp ü A conversão de energia solar fotovoltaica em energia elétrica é resultado da irradiação e do fator de capacidade da usina

23 Energia Solar no Brasil Irradiação Solar Brasil áreas de Alta Irradiação

24 Energia Solar no Brasil Irradiação Solar Brasil áreas de Irradiação Minas Gerais

25 Energia Solar no Brasil Características ü Brasil: variação intra-anual muito baixa devido à posição geográfica Ø Bahia é o Estado com menor variação, cerca de 10% da média Ø Santa Catarina é o Estado com maior variação, cerca de 20% da média Fonte: Nota Técnica EPE - Análise da Inserção da Geração Solar na Matriz Elétrica Brasileira. 2012

26 Energia Solar no Brasil Características ü Em intervalos de 30 min, a variabilidade da geração fotovoltaica 10x da eólica ü Variações de potência em dias nublados chegam a ±50% em intervalos de 30 a 90s ü A dispersão espacial de parques geradores auxilia amenizar a variabilidade do conjunto ü A geração fotovoltaica é complementar e não substitui investimentos na ampliação da capacidade instalada do sistema ü A EPE (Empresa de Planejamento) já prevê uma grande inserção de térmicas a GN na matriz, importantes para dar confiabilidade a sistemas centralizados com grande participação fotovoltaica Fonte: Dragon e Schumaker Obtido em NT EPE - Análise da Inserção da Geração Solar na Matriz Elétrica Brasileira. 2012

27 Energia Solar no Brasil Características

28 Energia Solar no Brasil Características 2016 Solar fotovoltaica 540 a 900 R$ MWh 2013

29 Energia Solar no Brasil Características

30 Energia Solar no Brasil Perspectivas ü Alemanha e Itália têm as maiores capacidades instaladas ü China, Japão e EUA são os países que mais cresceram nos últimos anos ü A irradiação no Brasil é uma das melhores do mundo ü Melhores potenciais: interior da Bahia, centro da região Nordeste, Centro- Oeste e interior do Sudeste Irradiação diária média anual Brasil e kwh/m²/ano Espanha e kwh/m²/ano França e kwh/m²/ano Alemanha e kwh/m²/ano Distribuição Projetos no Brasil Fonte ANEEL MW BA CE GO MG MT PB PE PI RN SP TO

31 Energia Solar no Brasil Perspectivas

32 Energia Solar no Brasil Tipos GD Mini e Micro ü Menor que 5 MW ü Mini: residências, comércio, condomínios ü Micro: fábricas, shopping centers ü Sistema de compensação com a distribuidora local GD Médio Porte ü Maior que 5 MW ü Caracterizado como produtor de energia ü Venda para a distribuidora local ou mercado Centralizada ü Sistemas de grande porte ü Conectados em sistemas de transmissão da Rede Básica ü Contratos de longo prazo, BNDES, leilões de energia

33 Geração Distribuída Mini e Micro < 5MW Marcos regulatórios e tributários ü REN 482/2012: primeiro conceito de compensação de energia elétrica (netmetering) Ø Limites de potência: Micro GD 100kW; 100kW < Mini < 1.000kW ü REN 517/2012 (aprimoramento): energia injetada é cedida à distribuidora local e posteriormente compensada com o consumo dessa mesma unidade consumidora ou outra unidade de mesma titularidade (mesmo CPF ou CNPJ) Ø Prazo compensação: até 36 meses (depois os créditos são perdidos) ü REN 687/2015: altera limites de potência e prazo de compensação Ø Micro 75kW Ø 75kW < Mini_Hidráulica < 3.000kW Ø 75kW < Mini_OutrasRen < 5.000kW Ø Prazo: até 60 meses ü Convênio 16/2015 do CONFAZ: isenção do ICMS sobre a compensação de energia de micro e mini geradores para estados interessados ü Minas Gerais já havia concedido do benefício Unidades Consumidoras Registradas na ANEEL [VALOR]MW [VALOR]MW [VALOR]MW * antes da publicação do Convênio *Dados até setembro 2015

34 Geração Distribuída Mini e Micro ü Geração de pequena escala: sistemas em telhados residenciais e comerciais atendidos em baixa tensão (BT) < 5 MW ü Modelo de Net Metering cada vez mais atrativo: Ø Redução Custos Tecnologia Ø Aumento das Tarifas Ø Isenção ICMS ü Cenário 2015: antecipação da atratividade do investimento ü Em 2024, a EPE prevê 182 MWmed de GD nas classes residenciais e comerciais Fonte: EPE. Apresentação M. Tolmasquim Workshop Fontes Renováveis e a Expansão da Oferta de Energia Elétrica. FIESP, 16/09/2015, São Paulo.

35 Geração Distribuída Potencial nos Centros Urbanos

36 Geração Distribuída Potencial nos Centros Urbanos

37 Geração Distribuída Potencial nos Centros Urbanos Número de instalações fotovoltaicas em geração distribuída no Brasil até final de junho/2016 Fonte: Aneel Julho/2016 Potência Instalada Fotovoltaica em kwp - Geração Distribuída no Brasil até final de junho/ Fonte: Aneel Julho/2016

38 Geração Distribuída Potencial nos Centros Urbanos

39 Geração Distribuída Mini e Micro Exemplo Retorno Investimento - Sistema de 20KW Custos Investimento estimado: R$7.000/KW = R$ Custo operacional anual: 1,65% investimento = R$2.300 Geração Fator de capacidade médio estimado: 18% Geração anual: 20KW x 8760 horas x 18% = KWh Crédito Geração anual x tarifa = KWh x 0,856 R$/KWh = R$27.000/ano Payback = 5,5 anos (sem Bandeira Vermelha, o payback se daria em 6 anos) Fluxo de Caixa (R$ mil) Anos CAPEX OPEX Geração Crédito Acumulado Tarifa CEMIG para B1 residencial Tarifa ANEEL: R$509,74/MWh com Bandeira Vermelha: 509, = R$554,74/MWh Tarifa com PIS/COFINS e ICMS: 557,74/(1-30%-5,21%) = R$856,21/MWh

40 Geração Distribuída Mini e Micro Este gráfico compara o custo da energia elétrica projetada para os próximos anos com o preço da energia elétrica gerada por um sistema solar fotovoltaico em 25 anos de funcionamento. *Nos últimos 15 anos, a média de aumento da tarifa de energia no Brasil foi de 11 a 13%

41 Geração Distribuída Mini e Micro Este gráfico ilustra de forma cumulativa as economias geradas pela energia produzida de um sistema solar fotovoltaico de 4 KW capaz de gerar em média 460 KWh/mês, considerando um preço atual da tarifa de energia de R$ 0,55 KWh e uma projeção de aumento de 10% ao ano. Ou seja, em 25 anos o cliente teria lucrado (deixado de investir) em torno de R$ ,00, o que seria equivalente ao investimento que se faria no consumo de energia elétrica nos próximos 25 anos.

42 Geração Distribuída Médio Porte ü Geração de médio porte 5 MW ü Sistemas em telhados de supermercados, fábricas, outros atendidos em média tensão (A4) ü Potencial de 6,4 GW (base set/2015), mas praticamente inexplorado ü Modelo atual pouco atrativo: ü Compra via chamada pública ü Repasse do custo via VR pouco atrativo pois é baseado no preço dos leilões de usinas de grande porte ü Cenário 2016: expectativas de melhora ü Restrições em transmissão para escoamento de sistemas centralizados (Rede Básica) ü Estabelecimento do VR_GD (MP 688) Em 2024, a EPE estima que a GD de médio porte será da ordem de MWmed

43 Geração Centralizada Mercado ü 6º LER/2014: o primeiro leilão regulado promovido pelo MME em que foi contratada energia proveniente de fonte solar fotovoltaica Ø Movimentação de um novo mercado: 18 fabricantes de módulos, 20 fabricantes de inversores, 17 empresas certificadoras (EPE NT150/14) Leilão # Projetos Potência (MW) Preço (R$/ MWh) 6ºLER ,66 236,48 7ºLER ,80 305,92 8ºLER ,34 297,73 Total ,80 289,01 Ø Contratação abaixo de US$90/MWh: o Brasil já começa entre os países com menor preço para essa fonte (Tolmasquim - EPE) ü 7º LER/2015: exclusivo para a fonte solar fotovoltaica Ø Deságio de 13,5% Ø Investimentos da ordem de R$4,3 bilhões ü 8º LER/2015: recorde de projetos cadastrados Ø EPE contabilizou um total de 649 projetos fotovoltaicos cadastrados, o que representou 21 GW de potência, com destaque para os estados da BA e CE Ø Margem de escoamento para transmissão foi um gargalo importante

44 Desafios para o Futuro ü Geração Centralizada (> 5,0 MW) Ø Aprimoramento da regulamentação específica Ø Ausência de cálculo e revisão da garantia física específica para a fonte ü Micro e Minigeração (até 5,0 MW) Ø Padronização da conexão à rede local de distribuição Ø Procedimentos e exigências complexas e custosas ü Indústria nacional: Ø Inexistência de uma demanda pelo produto final Ø Estrutura tributária e os custos de transação da economia brasileira, o custo do crédito e a falta de políticas microeconômicas voltadas para incentivo da indústria local Ø Custos competitivos ao que se obtém internacionalmente ü No último LER, quase 21GW de projetos cadastrados Ø Gargalos na transmissão, em especial região Nordeste (similar à eólica) Ø Mão de obra especializada (limpeza dos painéis)

45 Marcelo Pes Nesi Bruno Monteiro

46 Análise Fatura de Energia Antes do sistema Solar COMPANHIA NACIONAL DE ENERGIA ELETRICA Avenida Paulista, ANDAR - Sao Paulo Segunda CNPJ / / IE Via Nota Fiscal- Série Única Cód. Fiscal de operação: FAT: Dados do Cliente CARINE APARECIDA LOBATO MORENO RANI/CNPJ/CPF: IE: Rua Manzanillo, Residencial Acapulco - CEP: Catanduva - SP Descrição da Operação Qtdade Fat. Preço Médio Valor(R$) Energia Elétrica Outros Lançamentos 643 0, ,32 29,15 Valor Total 505,47 04/ /05/ ,47 Dados da U.C. Classe: RESIDENCIAL SubClasse: RESIDENCIAL NORMAL Tipo de Tarifa: CONVENCIONAL Grupo de Tensão: B Fase: TRIFASICO Local: 4001 Etapa / Livro / Seq: 15 / / 152 Perdas do Ramal: Fator de Potência: Dados da Medição Unidade Medida Leitura Atual Leitura Anterior Constante de Faturamento Dados do Fornecimento Tensão nominal ou contratada (V): 127 / 220 Limites adequados de tensão (V): 116 a 133 / 201 a 231 Equipamento: Perdas de Transformações (%): 0 Medido Faturado Consumo kwh , ,00 643,00 Dados do Faturamento Faturado Tarifa (R$) Total (R$) Consumo Adic Band. Vermelha Subtotal (R$) Segunda Via Tributos Base de Cálculo (R$) Alíquota (%) Valor (R$) ICMS COFINS PIS Composição do Preço (Art. 31, Resolução 166/2005) Distribuicao 65,93 Enc. Setoriais 49,94 Energia 197,34 476,32 476,32 476,32 Transmissao 6,17 25, , ,41800 Tributos 156,94 119,07 31,11 6,76 Soma (R$) 476,32 Icms Cofins Pis Lançamentos e Serviços Cip-Contrib de Ilum Pub Subtotal (R$) Dados da Leitura Leitura Atual: 24/04/2015 Leitura Anterior: 20/03/2015 Próxima Leitura: 25/05/2015 Número de Dias Faturados: 35 Origem da Leitura Atual: Lida Consumo médio diário: 18,37 Média dos 12 últimos meses: 273,00 Emissão: 24/04/2015 Apresentação: 24/04/ , ,02 35,36 119,07 31,11 6,76 476,32 29,15 29,15

47 Análise Fatura de Energia Após instalação Energia Solar COMPANHIA NACIONAL DE ENERGIA ELETRICA Avenida Paulista, ANDAR - Sao Paulo Segunda CNPJ / / IE Via Nota Fiscal- Série Única Cód. Fiscal de operação: FAT: Dados do Cliente CARINE APARECIDA LOBATO MORENO RANI/CNPJ/CPF: IE: Rua Manzanillo, Residencial Acapulco - CEP: Catanduva - SP Descrição da Operação Qtdade Fat. Preço Médio Valor(R$) Energia Elétrica Outros Lançamentos 277 0, ,78-174,59 Valor Total 69,19 09/ /10/ ,19 Dados da U.C. Classe: RESIDENCIAL SubClasse: RESIDENCIAL NORMAL Tipo de Tarifa: CONVENCIONAL Grupo de Tensão: B Fase: TRIFASICO Local: 4001 Etapa / Livro / Seq: 14 / / 5 Perdas do Ramal: Fator de Potência: 1,00 Dados da Medição Consumo Ener.Reat.Indutiva Energia Gerada Unidade Medida kwh kvarh kwh Leitura Atual Leitura Anterior Constante de Faturamento 1,0000 1,0000 1,0000 Dados do Fornecimento Tensão nominal ou contratada (V): 127 / 220 Limites adequados de tensão (V): 116 a 133 / 201 a 231 Equipamento: Perdas de Transformações (%): 0 Medido 277,00 0,00 334,00 Faturado 277,00 0,00 334,00 Tributos Base de Cálculo (R$) Alíquota (%) Valor (R$) ICMS COFINS PIS Dados do Faturamento Faturado Tarifa (R$) Total (R$) Consumo Custo Disponi. Adic Band. Vermelha Segunda Subtotal (R$) Via 243,78 243,78 243,78 25, , , ,93 8,13 1,76 Icms Cofins Pis Lançamentos e Serviços Dados da Leitura Leitura Atual: 23/09/2015 Leitura Anterior: 24/08/2015 Próxima Leitura: 23/10/2015 Número de Dias Faturados: 30 Origem da Leitura Atual: Lida Consumo médio diário: 9,23 Média dos 12 últimos meses: 325,17 Emissão: 23/09/2015 Apresentação: 29/09/ , , , ,45 42,40 13,11 60,93 8,13 1,76 243,78

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