A Democratização da Energia A Solução Fotovoltaica. 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

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1 A Democratização da Energia A Solução Fotovoltaica 1

2 Índice - Apresentação da Goosun - Situação da energia eléctrica em Portugal - Micro geração em Portugal e objectivos - Soluções fotovoltaicos (ligação à rede) - Optimização da produção fotovoltaica 2

3 Apresentação da Goosun - Empresa fundada em 2008; - Unidade de Produção de painéis fotovoltaicos cristalinos em Santa Maria da Feira (desde de Fev. 2009); - Painéis fotovoltaicos certificados pela TUV Intercert; - Em fase de certificação ISO 9001 pela TUV Rheinland; - Tolerância de potência de +/- 2,5Wp; - Garantias: 10 anos sobre o produto 10 anos sobre 90% da potência máxima 25 anos sobre 80% da potência máxima 3

4 Apresentação da Goosun 75% 25% Enervento, SGPS - Promotora de energias renováveis (parques eólicos e biomassa) - Detentora de licenças de parques fotovoltaicos 9 MW Madeira (cristalino) 1 MW Santa Maria da Feira (CIGS thin film) 10 MW Ferreira do Alentejo (cristalino) 4 MW Ferreira do Alentejo (CIGS thin film) - Unidade de produção de painéis de thin film CIGS (em fase de implementação) 4

5 Situação da energia eléctrica em Portugal 5

6 Situação da energia eléctrica em Portugal 6

7 Situação da energia eléctrica em Portugal 7

8 Situação da energia eléctrica em Portugal 8

9 Situação da energia eléctrica em Portugal PRODUÇÃO (GWh) 2009 Produção total (Prod. bruta + saldo Importação): Energia Renovável: Hídrica total: Eólica: Biomassa*+Resíduos: Biogás: 80 - Fotovoltaica: 160 potência fotovoltaica instalada 96 MW (1625 kwh/kw) 0,86% da energia renovável 0,30% da energia total * c/ e s/ cogeração 9

10 Situação da energia eléctrica em Portugal CONSUMO (GWh) * c/ e s/ cogeração 10

11 Situação da energia eléctrica em Portugal CONSUMO (GWh) Consumo médio por consumidor: Doméstico: kwh (~ 2 kw fotovoltaico) ca. 20 m 2 Indústria: kwh (~110 kw fotovoltaico) ca m 2 11

12 Incentivos à Microprodução Primeiro passo para o caminho certo: DL 367/2007 renováveis na hora - Unidades de microprodução (BT) - Potência das unidades: até 3,68 kva p/ Bonificado (16 A monofásicos) até 5,75 kva p/ Geral (25 A monofásicos) - Tarifa de venda à rede: 0,65 /kwh (2008); neste momento 0,55 /kwh Efeitos do DL das renováveis na hora : - Grande procura de clientes aos registos (interesse na ordem dos 40 MW) - Tarifa de venda MUITO ELEVADA - Preços finais dos sistemas MUITO MUITO ELEVADO - Dificuldade de acesso às licenças (número de registos limitado; 10 MW) - Resultados: Potência instalada: 37,5 MW até ao final 2010 Nº de instalações: Energia produzida: kwh (52,5 GWh) por ano corresponde a 0,4% do consumo doméstico!!!!) CONCLUSÃO: Necessidade de alteração do DL!!! 12

13 Soluções Fotovoltaicas Residências 18 a 20 painéis de 230Wp (GS230mono) Inversor string SMA 3800 V Potência entrada: Wp Tensão de entrada, MPP: V Nº de entradas (paralelo): 3 Nº MPPT: 1 Potência saída: W Eficiências: 95% Considerações: - Limitações no dimensionamento dos sistemas - Perdas devido: Efeitos de mismatch do painéis Efeitos de sombra dos painéis - Tempo de vida limitada (garantia 5 anos) 13

14 Limitações nos sistemas actuais de conversão Arquitectura actual de um sistema fotovoltaico residencial /comercial - Tensões de entrada elevada (200 a 750V) - Nº limitado de painéis ligados em série (string) até no máximo 10 a 24 painéis - Nº limitado de strings em paralelo entre 2 a 3 entradas - Em geral Maxium Power Point Comum 14

15 Perdas nos sistemas actuais de conversão - Mismatch nos painéis fotovoltaicos Painéis tem tolerâncias entre 1-3% na potência máxima (Pmax). Ao ligar os painéis em série (string), o inversor vai determinar uma corrente eléctrica, (I MPP ) do string correspondente a potência máxima média MPP médio. Pmax médio P1 + P2 + P3 Perdas: até 5% 15

16 Perdas nos sistemas actuais de conversão - Sombreamento parcial de painéis Sombreamento parcial num conjunto de painéis ligados em série (string) pode resultar em perdas até 50% 16

17 Perdas nos sistemas actuais de conversão - Sombreamento parcial de painéis Sombreamento parcial num conjunto de painéis ligados em série (string) pode resultar em perdas até 50% 17

18 Perdas nos sistemas actuais de conversão - Eficiência do sistema de Max Power Point (MPP) Perdas estáticas e dinâmicas: Incapacidade do algoritmo de MPP encontrar e acompanhar o movimento do ponto máxima do MPP do string/sistema fotovoltaico. Perdas: até 10% 18

19 Arquitectura alternativa MPP DC/AC INVERSOR STRING (tipo SMA 3800V) Arquitectura alternativa MPP MPP MPP MPP DC/AC MPP MPP 19

20 Solução: Goosun / Solaredge 20

21 Solução: Goosun / Solaredge GS230mono PowerBox Garantia: 25 anos SE3300 Monitorização SE4000 POR Webportal SE5000 SE10000 (trifásico) Garantia: 12 anos 21

22 Principio de funcionamento da solução Solaredge 22

23 Principio de funcionamento da solução Solaredge Cenário 1: Ideal Tensão de entrada do Inversor: 400 V Corrente de entrada: 5 A Tensão de entrada de cada Powerbox: Vmpp=32V Corrente de entrada na Powerbox: 200W/32V = 6,25 A Tensão de saída de cada Powerbox: 200W/5A= 40 V 23

24 Principio de funcionamento da solução Solaredge Cenário 2: Um painel com sombra parcial Tensão de entrada do Inversor: 400 V Corrente de entrada: 4,6 A Tensão de saída de cada Powerbox (sem sombra): 200W/4,6A= 43,50 V Tensão de saída de cada Powerbox (sem sombra): 40W/4,6A= 8,70 V Tensão de entrada do inversor: 9x43,5V+ 1x8,7V = 400 V 24

25 Principio de funcionamento da solução Solaredge ideal sombra parcial 25

26 FIM 26

27 Incentivos à Microprodução Alterações previstas do DL 367/2007 para o 3 trimestre de 2010 Partindo da estratégia nacional da energia ,5 GW de instalações em solar fotovoltaico (e em concentração) Possíveis alterações e metas de instalação (até 2020) no NOVO Decreto Lei a) Residencial: Potências até 3,68 kw (meta: 350 a 500 MW) Tarifa: 0,38 /kwh (2010) (-0,02 /kwh por ano) b) Colectivos/comercial: Potências até 250 kw (meta: 1000 MW) Tarifa: 0,2+consumo + bónus eficiência=0,3-0,4 /kwh c) Produtor centralizado: Potências até 5000 kw (meta: 500 MW) Tarifa: 0,2 /kwh 27

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