Geração Distribuída O caso da Fonte Fotovoltaica

Transcrição

1 2º Seminário Inserção de Novas Fontes Renováveis no Planejamento Energético Nacional Geração Distribuída O caso da Fonte Fotovoltaica Glauco Nery Taranto Programa de Engenharia Elétrica Abril / 2014

2 Bacias Hidrográficas 2

3 Bacias Hidrográficas Brasileiras 3

4 Componentes Básicos 4

5 Capacidade de Regulação dos Reservatórios No passado nossa capacidade de regulação já foi de 5 anos Hoje, a capacidade já é anual, ou seja, um ano com baixas afluências pode causar sérios problemas no ano seguinte O aumento da demanda devido ao crescimento econômico do país, conjugado com a escassez de novos reservatórios, faz essa capacidade de regulação diminuir. 5

6 Hidrelétricas a fio d água São usinas sem capacidade de armazenamento de água. 6

7 Bulb Turbines in Santo Antonio and Jirau

8 Hidrelétricas a fio d água (cont.) São usinas sem capacidade de armazenamento de água. Em um país cuja base de geração hidroelétrica ainda está na casa dos 80% (dados de 2013), a construção dessas usinas exige que o operador do sistema tenha cada vez mais conhecimento da previsão de precipitações. 8

9 Hidrelétricas a fio d água (cont.) Fenômenos meteorológicos e climáticos: El niño La niña Oscilação Madden-Julian Vórtices ciclônicos Passam a ter um papel preponderante na operação do sistema. 9

10 A Estrutura de um SEP São constituídos essencialmente de: Sistemas CA trifásicos; Máquinas síncronas; Variadas fontes de energia; Transmissão a longas distâncias 10

11 A Estrutura de um SEP Geração Pesadelo ou Nirvana? Transmissão Subtransmissão Distribuição Fonte: Nabeel Kouka (google images) 11

12 100% Renewables 50% 20% 14% 6% 4% 4% 1% 1% 100% Fonte: IEEE Spectrum Outubro/2011 by Mark Delucchi 12

13 Geração Eólica 13

14 Desempenho nos Leilões Participação crescente Preço em queda 14

15 Geração Fotovoltaica 15

16 Descoberto pelo francês Edmond Becquerel em 1839 quando tinha 19 anos. Efeito fotovoltaico é a criação de uma tensão ou uma corrente elétrica em um material quando exposto à luz (irradiação solar). 16

17 Espaço + estrutura + $ (2012) Características do Painel: 12 kg 150x68x3,5 (cm) 770 painéis 100 kwp 10 ton 30x27 (m) R$ 818,00 x 770 = R$ ,00 (só os painéis) 17

18 1 ano depois... Espaço + estrutura + $ (2013) REDUÇÃO DE: (R$ ,00 R$ ,00)/(R$ ,00) = = 18% Características do Painel: 12,9 kg 150x67x4,6 (cm) 715 painéis 100 kwp 9,2 ton 30x27 (m) R$ 719,00 x 715 = R$ ,00 (só os painéis) 18

19 Reportagem do caderno Morar Bem do Jornal O Globo (Dom 06/10/2013) 19

20 20

21 Parece que a solar ainda demora um pouco no Brasil... 21

22 Irradiação Solar Brasil x Alemanha Fonte: solarpaces.org 22

23 Alguns fatos relatados da experiência Aproximadamente todos os geradores PV com capacidade < 100 kwp ( total > 10 GWp) são conectados na BT; Limite térmico da rede e de equipamentos em muitos casos não é o fator limitante! Violação dos limites de tensão (superior) é o principal fator limitante! A variação de tensão devido a todos geradores não pode exceder 2% na MT e 3% na BT comparado com a situação sem geração. alemã * * G. Arnold, Challenges of Integrating Multi-GW solar power into the German distribution grids, Fraunhofer Institute, XVII PSCC,

24 Procedimentos adotados na Alemanha * A geração PV tem que prover potência reativa fp 0,95 (MT) e fp 0,9 (BT) Controle da potência ativa dependendo de: Gargalo na rede Ameaça de blecaute Reparo ou manutenção na rede Sobrefrequência Ter capacidade de sobrevivência em afundamentos de tensão ocasionados por curtos-circuitos (LVRT) * G. Arnold, Challenges of Integrating Multi-GW solar power into the German distribution grids, Fraunhofer Institute, XVII PSCC,

25 Nota Técnica da EPE 64 páginas 25

26 Produtividade Média Específica da Geração Fotovoltaica em Áreas Selecionadas do Território Brasileiro Área Produtividade Média (Wh/Wp/ano) Fator de Capacidade Média # ,4% # ,1% # ,6% # ,2% Fonte: EPE 26

27 Incentivos Governamentais Resolução Normativa 481/2012 (ANEEL) Fica estipulado, para a fonte solar com potência injetada nos sistemas de transmissão ou distribuição menor ou igual a 30 MW, o desconto de 80% para os empreendimentos que entrarem em operação comercial até 31/12/2017, aplicável nos 10 primeiros anos de operação da usina, na TUST e TUSD, sendo esse desconto reduzido para 50% após o décimo ano de operação da usina. 27

28 Eficiência das Células Fonte: NREL 28

29 Curvas Características Fonte: Nota Técnica da EPE

30 Curvas Características em função da temperatura das células e níveis de irradiação Fonte: Nota Técnica da EPE

31 Variabilidade intra-anual menor do que as fontes eólicas ou hidrelétricas Fonte: Nota Técnica da EPE

32 Comportamento Temporal da Insolação Mais previsível no longo prazo, porém menos previsível no curto prazo do que as fontes eólicas e hídricas. Fonte: Nota Técnica da EPE

33 Aproveitamento Energético Heliotérmico Fonte: Nota Técnica da EPE

34 Possíveis Localizações Efeito das Nuvens Em 10 minutos 550kW 55kW 550kW Em 10 minutos 400kW 40kW 400kW

35 Efeito das Nuvens (cont.) Potência (kw) Tempo (min)

36 Possíveis Localizações Efeito das Nuvens (cont.) Em 10 minutos 550kW 55kW Em 10 minutos 400kW 40kW

37 Efeito das Nuvens (cont.) Potência (kw) Tempo (min)

38 OBRIGADO!