Uso da tecnologia fotovoltaica no Brasil

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1 Uso da tecnologia fotovoltaica no Brasil Prof. Ricardo Rüther Universidade Federal de Santa Catarina & Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas da América Latina

2 Geração solar fotovoltaica = luz -> eletricidade QUAL A CONFIABILIDADE DESTA TECNOLOGIA?

3 QUAL A CONFIABILIDADE DESTA TECNOLOGIA?

4 QUAL A CONFIABILIDADE DESTA TECNOLOGIA?

5 Configurações Básicas Sistemas autônomos a) Sistemas isolados, sem acesso à rede elétrica Sistemas interligados b) Sistemas dispersos, integrados a edificações urbanas (geração junto ao ponto de consumo) impacto visual? c) Planta centralizada (grande agrupamento de painéis solares)

6 Sistemas Autônomos

7 Planta Centralizada

8 QUAL POTENCIAL DESTA TECNOLOGIA? geração fotovoltaica x hidrelétrica Usina hidrelétrica de ITAIPU: 1350 km 2 (Lago de Itaipu) = 14 GW = 80 a 90 TWh / ano = < 25% da energia elétrica consumida no Brasil Cobrindo o lago de Itaipu com gerador fotovoltaico: (com 8% de eficiência global e assumindo a radiação solar da região do lago) 1350 km 2 de módulos fotovoltaicos = 108 GWp = 183 TWh / ano = > 50% da energia elétrica consumida no Brasil Área da Ilha de Florianópolis = 424,4 km 2 Área inundada por todas as hidrelétricas do Brasil somadas: km 2 = < 80 GW = < 350 TWh / ano Com solar nesta mesma área = > GWp = > TWh / ano Mais do que toda a geração hidrelétrica mundial somada (Brasil = 11.5% da geração hidrelétrica mundial)

9 Edifícios Solares: Sistemas solares fotovoltaicos integrados a edificações urbanas e conectados à rede elétrica pública Modelo: Gerador solar vende TUDO o que produz (recebendo a tarifa prêmio) e compra TUDO o que consome (pagando a tarifa de sua classe tarifária) Evita-se assim a competição e a oposição da concessionária

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19 Co-operative Insurance Tower Manchester, Inglaterra Injeta energia na rede desde 2005 (180 MWh/ano)

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23 Casa Eficiente ELETROSUL (2 kwp) Modelo de edificação residencial eficiente Florianópolis, 2006 Primeiro gerador solar fotovoltaico integrado a uma edificação urbana no Brasil - UFSC (2kWp) Florianópolis, operação ininterrupta desde 1997

24 Gerador solar fotovoltaico integrado ao IEE / USP (12 kwp) Operando continuamente desde 2001

25 Colégio de Aplicação UFSC (2 kwp) Florianópolis, 2009

26 Estacionamento / bicicletário ELETROSUL (12 kwp) Florianópolis, 2009

27 Centro de Cultura e Eventos UFSC (10kWp) Florianópolis 2004

28 Sistema Fotovoltaico Integrado ao Centro de Eventos da UFSC Projeto MOBILEC Motocicleta elétrica tipo scooter com baterias alimentadas por energia solar Cobertura de abrigo para a MOBILEC é também o gerador

29 1 hectare de cana-de x de-açúcar / ano 1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / ano km Um automóvel tipo Flexfuel movido a álcool pode percorrer mais de 43 mil quilômetros por hectare de cana-de-açúcar plantado por ano!!!

30 1 hectare 1 hectare de módulos de cana-de solares x de-açúcar fotovoltaicos / ano / ano Automóvel Flexfuel Movido a Álcool km Automóvel Elétrico Movido a energia solar fotovoltaica km

31 1 hectare 1 hectare de módulos de cana-de solares x de-açúcar fotovoltaicos / ano / ano km

35 1 hectare 1 hectare de módulos de cana-de solares x de-açúcar fotovoltaicos / ano / ano O automóvel Flexfuel movido a álcool deu uma volta ao mundo Este carro parou de andar a km atrás O automóvel elétrico movido a energia solar deu 234 voltas ao mundo! km

36 O Mercado Fotovoltaico Mundial 6000 produção aual total [MWp] Produção mundial de módulos fotovoltaicos, incluindo todas as tecnologias e todos fabricantes

37 O Mercado Fotovoltaico Mundial Distribuição do mercado fotovoltaico mundial 28.7% Telecom e Mini-Redes Sistemas Isolados Artigos de Consumo Sist. Conectados à Rede 90% Telecom e Mini-Redes Sistemas Isolados Artigos de Consumo Sist. Conectados à Rede 21.8% 23.8% 25.7% 3% 6% 1% Total < 20 MWp Em 2008, ~ MWp foram conectados à rede elétrica no mundo! Total MWp Somente na Alemanha, MWp (2008) MWp (2007) 860 MWp (2006) foram conectados à rede

38 O Mercado Fotovoltaico Mundial Potencial de redução de custos -> Necessita de ESCALA! Curva de aprendizado: redução de custo de 5%/ano

39 Por que sistemas fotovoltaicos integrados a edificações urbanas? Cenário atual: Usinas centralizadas Complexos sistemas de T&D Consumo tem caráter distribuído Vantagens da integração ao ambiente construído: Não requer área extra Instalação no meio urbano, gera energia junto ao ponto de consumo Elimina perdas por T&D Não requer infra-estrutura adicional Painéis podem atuar como telhado/fachada Questões estéticas, ecológicas, inovação

40 Por que sistemas fotovoltaicos integrados a edificações urbanas? 40% do consumo: edificações Ar-condicionado em edifícios comerciais e públicos: 50 a 70% consumo no verão No Brasil ~ 80% da população vive em ambiente urbano Painéis solares X Ambiente externo: garantia de anos design compatível com a construção civil modularidade / adições de capacidade

41 Análise comparativa entre Brasil e Alemanha Brasil Tarifa média residencial para 1 kwh de eletricidade (15,1 cent/ ) Alemanha Tarifa média residencial para 1 kwh de eletricidade (18,6 cent/ ) Fonte: ABRADEE Asssociacao Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica. Fonte: Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety, Tarifa residencial na Alemanha é 25% mais cara do que no Brasil

42 Análise comparativa entre Brasil e Alemanha Radiação solar na região mais ensolarada da Alemanha é 40% menor do que na região menos ensolarada do Brasil KWh/m 2 /ano

43 MAPAS DE PARIDADE TARIFÁRIA PARA O BRASIL

44 ANO 2015 TIR 6% Acrésc. tarifa 2% a.a. Nas áreas hachuradas a energia solar tem o mesmo custo da energia convencional

45 ANO 2020 TIR 6% Acrésc. Tarifa 4% a.a. Nas áreas hachuradas a energia solar tem o mesmo custo da energia convencional

46 É possível demonstrar que, no futuro próximo, o preço da energia gerada por um sistema solar fotovoltaico instalado por um consumidor residencial sobre o seu telhado poderá ser menor do que o preço com impostos da energia convencional fornecida pela concessionária de distribuição. Argumenta-se então que neste momento este consumidor tem o direito de optar pela alternativa de menor custo e que a legislação brasileira tem o dever de facultar-lhe esta opção.

47 enquanto este dia não chega... em resumo... Geração convencional = custos crescentes Geração solar fotovoltaica = custos decrescentes PARIDADE TARIFÁRIA Necessita de amparo legal e regulamentação 16 PL tramitando na Câmara dos Deputados -> criação de uma Comissão Especial

48 PROJETO ELETROSUL MEGAWATT SOLAR Geração Solar Fotovoltaica Integrada ao Edifício Sede da ELETROSUL em Florianópolis UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC INSTITUTO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS DA AMERICA LATINA - IDEAL

49 PROPOSTA DE INTEGRAÇÃO SOLAR NA COBERTURA E ESTACIONAMENTOS PARA UM GERADOR DE 1MWp ÁREA DISPONÍVEL NA COBERTURA = m²

50 PROPOSTA DE COBERTURA PARA ÁREAS DE ESTACIONAMENTO ÁREA DE CADA COBERTURA ~ 250 m² x 12 coberturas = m²

51 INTEGRAÇÃO DE MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS À EDIFICAÇÃO DO AEROPORTO HERCÍLIO LUZ UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC INSTITUTO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS DA AMERICA LATINA - IDEAL

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53 Sazonalidade do consumo Aeroporto Hercílio Luz - Florianópolis

54 Curva de carga diária Aeroporto Hercílio Luz - Florianópolis

55 Influência da Temperatura

56 R$ 0,25 por passageiro solariza Florianópolis em 1 ano (P = 1,20 MWp) Projeto: Novo Aeroporto Internacional de Florianópolis Fonte: INFRAERO

57 A justificativa: Emissão de CO 2 Por quanta emissão de CO 2 Ricardo Rüther é individualmente responsável ao vir a São Paulo dar esta palestra? Emissão de CO 2 por passageiro em vôos FLN-CGH-FLN: 0,36 ton Valor no mercado internacional de carbono (por passageiro) 5,30 (@ 14,76 / ton CO 2 )

58 O que fazer com esta realidade? Emissões da aviação ficaram fora de Kyoto até 2012

59 O que fazer com esta realidade? Encarar a realidade pode ser uma boa alternativa!

60 Custo da obra do novo aeroporto R$ 276 milhões Custo do gerador solar R$ 15 milhões = ~ 5 % do custo total da obra Área da Área do gerador edificação: solar: m² m² de área de área de construída Novo Aeroporto Internacional de Florianópolis cobertura + brises Fonte: INFRAERO

61 Projeto ESTÁDIOS SOLARES MARACANÃ SOLAR Gerador de 3.3 MWp na cobertura do Maracanã Suficiente para suprir energia para mais de 2000 residências

62 ELETRICIDADE SOLAR O potencial da geração solar fotovoltaica integrada a edificações e conectada à rede elétrica no Brasil UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC INSTITUTO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS DA AMERICA LATINA - IDEAL

63 Influência da Temperatura

64 Uso da tecnologia fotovoltaica no Brasil Prof. Ricardo Rüther Universidade Federal de Santa Catarina & Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas da América Latina

65 Mercado fotovoltaico mundial conectados à rede REN21, 2009

66 Sistemas BIPV interligados à rede no Brasil Sistemas Instalados Potência Ano 1 CHESF 11,0 kwp Labsolar-UFSC 2,1 kwp LSF-IEE/USP 0,8 kwp UFRJ/COPPE 0,9 kwp Centro Convivência UFSC 1,1 kwp Grupo FAE, UFPE (F. Noronha) 2,5 kwp LSF-IEE/USP 6,3 kwp CEPEL 16,3 kwp H R (RS) 3,3 kwp Grupo FAE, UFPE (F. Noronha) 2,5 kwp CELESC (3 x 1,4 kwp) 4,2 kwp LSF-IEE/USP 6,0 kwp 2003

67 Sistemas BIPV interligados à rede no Brasil Sistemas Instalados Potência Ano 13 Centro de Cultura e Eventos UFSC 10,9 kwp LSF-IEE/USP 3,0 kwp UFRGS 4,8 kwp CEMIG 3,2 kwp Escola Técnica de Pelotas 0,9 kwp Grupo FAE UFPE 1,7 kwp C Harmonia (SP) 1,0 kwp Casa Eficiente ELETROSUL 2,3 kwp CEMIG (3 x 3 kwp) 9,0 kwp UFJF 30,0 kwp GREENPEACE (SP) 2,9 kwp Grupo FAE-UFPE N.D. 2007

68 Sistemas BIPV interligados à rede no Brasil Sistemas Instalados Potência Ano 25 CEFET MG 3,2 kwp Lh2 Projeto CPFL 7,5 kwp Residência Particular, Recife 1,0 kwp Residência Particular, São Paulo 2,9 kwp Solaris, Leme - SP 1,0 kwp Zepini, Motor Z 2,5 kwp Zepini, Fundição Estrela 14,7 kwp ELETROSUL 12,0 kwp Hospital Universitário UFSC 2,0 kwp Colégio Aplicação UFSC 2,0 kwp Aeroporto Hercílio Luz 2,1 kwp 2009 TOTAL : 237,6 kwp

69 Fortaleza de Santo Antônio de Ratones Sistema fotovoltaico autônomo 4,7 kwp 76 módulos p-si (56 x 56 Wp, 20 x 77 Wp), banco de baterias, inversor Sistema fotovoltaico de bombeamento d água 0,2 kwp 4 módulos a-si, sem baterias nem inversor Início da operação: Abr 2000 Consumo de diesel anterior: 1200 L/mês

70 Vila de Araras Rondônia Sistema híbrido fotovoltaico /diesel em mini-rede Potência: 20,5 kwp 320 módulos a-si, inversores Início da operação: Abr 2001 Previsão de substituição dos inversores: 2009

71 Veículo elétrico da UFSC assistido por energia solar Potência instalada: 0,2 kwp 3 módulos a-si acoplados à cobertura do veículo Início da operação: Abr 2003

72 CELESC: Florianópolis, Lages e Tubarão Sistemas fotovoltaicos interligados à rede elétrica pública Potência: 1,4 kwp (cada) 11 módulos a-si flexíveis (cada) Início da operação: - Florianópolis: Dez Lages e Tubarão: Jan 2004

73 Petrobrás: Mossoró RN Sistema de bombeamento de petróleo assistido por energia solar fotovoltaica Potência: 0,8 kwp 12 módulos a-si Início da operação: Out 2004

74 CEMIG: Belo Horizonte Sistema interligado à rede elétrica pública Potência: 3,15 kwp 45 módulos c-si, inversores Início da operação: Mar 2005

75 Ilha do Arvoredo Sistema fotovoltaico autônomo Potência instalada: 13,2 kwp 176 módulos c-si, banco de baterias e inversores Início da operação: Abr 2007

76 Centro de Cultura e Eventos - UFSC Posto para veículos elétricos: Sistema fotovoltaico autônomo Potência: 0,4 kwp Seis módulos a-si flexíveis, banco de baterias Início da operação: Dez 2005

77 Grupo Zeppini São Bernardo do Campo Motor Z: Sistema BIPV interligado à rede Potência: 2,5 kwp 18 módulos a-si flexíveis, 2 inversores, SAAD Início da operação: Jun

78 Grupo Zeppini São Bernardo do Campo Fundição Estrela: Sistema BIPV interligado à rede Potência: 15 kwp 117 módulos a-si flexíveis (99 x 136Wp, 18 x 68Wp), 3 inversores, SAAD Início da operação: Jun 2008

79 Eletrosul Megawatt Solar Fase 1

80 Eletrosul Megawatt Solar Fase 1 Em operação (P2): Sistema BIPV interligado à rede Potência: 12 kwp 88 módulos a-si flexíveis, 3 inversores, SAAD Início da operação: Fev 2009

81 Eletrosul Megawatt Solar Fase 1 Cobertura A instalar: G1 a G6 P1 e P3

82 Tractebel Aeroporto Hercílio Luz: Sistema BIPV interligado à rede Potência: 2,12 kwp 16 módulos µ-si, inversor, SAAD Início da operação: Jun 2009