A GERAÇÃO EÓLICA E OS DESAFIOS PARA A OPERAÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO
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- Samuel Custódio Benevides
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1 1
2 A GERAÇÃO EÓLICA E OS DESAFIOS PARA A OPERAÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO Angela C. S. L. Guimarães Pedro Bezerra Companhia Hidro Elétrica do São Francisco - Chesf 2
3 PROPOSTA DO TRABALHO MOTIVAÇÃO : A entrada em operação de mais de 1300MW em Usinas Eólicas no Brasil até 2009 OBJETIVOS : Apresentar o estado da arte da geração eólica no Brasil e no mundo e os desafios que esperam a Operação do Sistema Interligado Nacional. 3
4 GERAÇÃO EÓLICA NO MUNDO Década Repower 5MW - Diâmetro126 m Crise mundial de petróleo Diversificação da matriz energética mundial Crescimento da Indústria de Aerogeradores Consciência Ambiental 4
5 ENERGIA EÓLICA NO MUNDO Capacidade Instalada Acumulada MW out/08 Fonte: Global Wind Energy Council 5
6 ENERGIA EÓLICA NO MUNDO MW Potência Instalada no mundo (MW) º Alemanha 2 º Estados Unidos 3º Espanha 4º Índia 5º China 6º Dinamarca 13º Japão 25º Brasil 7,2% do consumo de energia da Alemanha 10% da demanda interna da Espanha Fonte: Greenpeace Brasil Maio % do consumo de eletricidade de toda a União Européia 6
7 7 TECNOLOGIA ATUAL
8 CONCEITOS TECNOLÓGICOS TÍPICOS p.ex.: Enercon - Alemanha p.ex.:vestas - Dinamarca 8
9 FUTURO Energia Eólica Tecnologia offshore X Repotencialização Dinamarca, unidades BONUS 2 MW. Na época, a maior fazenda eólica no mundo. 9
10 Energia Eólica no Brasil ATLAS EÓLICO Potencial eólico brasileiro 143 mil MW* Potencial eólico NE 75 mil MW* *Fonte: Eletrobrás Atlas Eólico do Brasil ( m 7m/s 500 kw) 10
11 PROINFA Proinfa Programa Brasileiro de Incentivo ao uso de Fontes Alternativas de Energia. Eletrobrás - Lei nº OBJETIVO- Diversificação da matriz energética brasileira através de soluções regionais com a utilização de fontes renováveis de energia (PCH, Eólica e Biomassa) 10% da matriz energética em fontes alternativas até 2020 ETAPA I > MW em Geração Eólica 11
12 PROJETOS PROINFA 54 Projetos Eólicos 7 instalados 73% dos projetos Eólicos aprovados estão no Nordeste Sistema Chesf 12
13 Projetos Eólicos aprovados pelo PROINFA NE Brasil E E E E E E Usina Eólica conectada no 69kV E E E E E E Usina Eólica conectada no 230kV E E E TOTAL >800MW 35 usinas E E 13
14 Dificuldades - Fabricantes no Brasil Argentina Brasil - Alemanha Fábricas : São Paulo e Ceará Aerogeradores de 800 a 2400 kw e até 95 m Brasil - Argentina Fábrica : Pernambuco Aerogeradores 1,5MW 77 m 14
15 Dificuldades - Normas Técnicas Para Geração Eólica ABNT / COBEI Participantes CE 003:88.01 Turbinas para Geração Eólica Universidades: UFPE USP UFC PUC-RS FACENS Energia: ELETROBRÁS CHESF CEPEL ELETROSUL PETROBRÁS CEMIG ENERGISA - PB Fornecedores: WEG WOBBEN TECSIS IMPSA WIND SIEMENS SCHULER Estudos e Projetos: CBEE BRASELCO Norma IEC
16 OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO USINAS EÓLICAS NO SIN USINA EÓLICA Previsão de Ventos Despacho Operação e Manutenção Sim Rede Básica? Não Fabricante (Disponibilidade 98%) Ons > 30MW? Não Sim Ons Agentes (Distribuidora) 16
17 Fornecimento de energia Padrões de Fornecimento Procedimentos de Rede Submódulo
18 Fornecimento de energia Padrões de Fornecimento Procedimentos de Rede Submódulo
19 Fornecimento de energia Suportabilidade a subtensões decorrentes de faltas na Rede 19
20 Venda de Energia Início Início Suprimento Suprimento Duração Duração Contrato Contrato Leilões (energia futura futura > PROINFA) Fontes Alternativas Em 1 a 4 anos De 10 a 30 anos Energia Eólica Fonte Hidráulica Energia Nuclear Preço Preço MWh MWh R$ 240,00 R$ 128,00 108% Eólica* Fonte : CCEE Último Último leilão leilão 18/06/ /06/2007 NENHUM NENHUM PROJETO PROJETO EÓLICO EÓLICO PARTICIPANTE PARTICIPANTE!!!!!!!!!! Próximo Próximo leilão leilão 2009! 2009! * Valor estimado de referência - revista National Geographic Brasil 20
21 Parque Eólico de Osório Parque Eólico de Osório (Osório 50 MW, Sangradouro 50 MW, Índios 50 MW) 75 x E-70/2000 kw = 150 MW Torres de Concreto de 98m Rio Grande do Sul Proprietário: Ventos do Sul/Enerfin/Elecnor Cliente: CEEE (fornecimento de energia) 21
22 CGE Rio do Fogo Parque Eólico de Rio do Fogo 62 x E-48/800 kw = 49,6 MW Torres de Concreto de 75m Rio Grande do Norte Proprietário: Enerbrasil/Iberdrola Cliente: COSERN (fornecimento de energia) 1ª USINA DO PROINFA NO NORDESTE PROINFA 22
23 A Energia Eólica no Brasil Fonte: Chesf ANO 2007 COMPLEMENTARIDADE CHUVAS X VENTOS 23
24 Alguns Dados da CGE Rio do Fogo Dados ONS dia 20/09/2007 MW MÉDIO 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 HORA MWh
25 Alguns Resultados dos Estudos de Transitórios Eletromagnéticos Tensão na barra de Extremoz 69 kv FASE A FASE B FASE C Voltage (V) Time (ms) Electrotek Concepts TOP, The Output Processor 25
26 Alguns Resultados dos Estudos de Transitórios Eletromagnéticos Tensão na barra de 69 kv da SE Natal II FASE A FASE B FASE C Voltage (V) Time (ms) Electrotek Concepts TOP, The Output Processor 26
27 CGE Rio do Fogo Obs : A SE Rio do Fogo (RFG) está a aproximadamente 72 km da SE Chesf (NTD) 27
28 Alguns Resultados dos Estudos de Transitórios Eletromagnéticos V rms NTD 23 - com a UERF (V) V rms NTD 23 - sem a UERF (V) Voltage rms(v) Time (ms) Electrotek Concepts TOP, The Output Processor Tensão na barra de 230kV da SE NTD, durante a energização de transformadores nessa SE, COM e SEM a presença da Central Geradora Eólica Rio do Fogo. 28
29 Alguns Resultados dos Estudos de Transitórios Eletromagnéticos 600 I rms - máxima, com a UERF (A) I rms - máxima, sem a UERF (A) Current (A) Time (ms) Electrotek Concepts TOP, The Output Processor Corrente de INRUSH no transformador 100 MVA da SE Natal II, COM e SEM a presença da Central Geradora Eólica Rio do Fogo. 29
30 Grata pela atenção Angela C.S.L Guimarães DOEL Divisão de Estudos da Operação Elétrica - Chesf angelag@chesf.gov.br Pedro Bezerra DTG Departamento de Tecnologia da Geração - Chesf pbezerra@chesf.gov.br 30
31 Alguns Resultados dos Estudos de Transitórios Eletromagnéticos Composição de 2º Harmônico da Corrente da Fase C 200 Sem a CGE Rio do Fogo Com a CGE Rio do Fogo 150 Current (A - rms) Time (ms) Electrotek Concepts TOP, The Output Processor 31
32 ACESSO NOVAS USINAS EÓLICAS Ons- Coordenador Agentes ( Transmissoras ou Distribuidora) Acesso Estudos de Impacto Ampliação e Reforços Rede Básica? Rede Pública? Rede Básica? Rede Pública? Acessante Acessante Agentes (Concessionárias ou PRODIST) 32
33 INDÚSTRIA DE AEROGERADORES Siemens (Alemanha) 5,60% Nordex (Alemanha) 2,70% REPower (Alemanha) 3,10% Ecotecnia (Espanha) 2,10% Mitsubish (Japão) 2,10% Outros 5,10% Vestas (Dinamarca) 28,40% Dinamarca 28,4% Alemanha 24,8% EUA 18,1 % Suzlon (Índia) 6,20% Gamesa (Espanha) 13,20% Enercon (Alemanha) 13,40% GE Energy (EUA) 18,10% 33
34 INDÚSTRIA DE AEROGERADORES Zond Fonte: Sun & Wind Energy Concentração 34
35 CONCEITOS TECNOLÓGICOS TÍPICOS p.ex.: IMPSA (Vensys) p.ex.:vestas Conexão na rede via conversor CA/CC/CA de gerador síncrono Excitratiz com ímãs permanentes p.ex.: Wobben (Enercon) Conexão na rede via conversor CA/CC/CA de gerador de indução duplamente excitado p.ex.: Fuhrländer (classe kw) Conexão na rede via conversor CA/CC/CA de gerador síncrono Com enrolamento de campo Conexão na rede via conversor CA/CC/CA de gerador de indução com rotor de gaiola 35
36 PROINFA x Usinas Eólicas E no SIN Custo de instalação no Brasil: R$ 4 mil/kw Ponto de Conexão Scc > 8% Instalação X Condições Ventos 60% Nacionalização Tarifas X Mercado Ordem de licenciamento Financiamento : BNDES X PROINFA II Mínimo custo Global Histórico Eólico X Hidráulico 36
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