Unidade de Capacitação e Difusão de Minirredes Fotovoltaica Diesel

Transcrição

1 ELECSOLRURAL PROGRAMA DE CIENCIA Y TECNOLOGIA PARA EL DESARROLLO Unidade de Capacitação e Difusão de Minirredes Fotovoltaica Diesel André Ricardo Mocelin

2 Problema de Estudo Universalização do serviço de energia elétrica no Brasil (Lei N 1.3/) Resolução ANEEL N 3/ SIGFI: Sistema Individual de Geração de Energia Elétrica por Fontes Intermitentes de Energia Energia elétrica por extensão de rede ou SIGFI Domicílios, escolas, postos de saúde, centros comunitários, sistemas de abastecimento de água, entre ras demandas. Possibilita Iluminação, comunicação, entretenimento, informação, refrigeração, força motriz, etc. Estimula Melhoria da qualidade de vida, desenvolvimento, redução de pobreza, atividades produtivas, geração de renda, etc. Brasil Serviços Benefícios Atendimento através de minirredes versus SIGFI

3 Resolução ANEEL N 3/ Classes de Atendimento e Indicador de Continuidade dos SIGFIs Classificação e disponibilidade de atendimento Classes de Atendimento Consumo diário de referência Autonomia mínima Potência mínima disponibilizada Disponibilidade mensal garantida (Wh/dia) (dias) (W) (kwh) SIGFI SIGFI SIGFI SIGFI 1 SIGFI 5 15 DIC é a Duração das Interrupções por Unidade Consumidora considerada, expressa em horas e por período de observação. i é o índice de interrupção na unidade consumidora no período de observação, variando de 1 a n. t(i) é o tempo de duração da interrupção (i) na unidade consumidora considerada no período de observação. n é o número de interrupções na unidade consumidora considerada, no período de observação. DIC mensal horas (9 dias) e DIC anual horas (7 dias).

4 Sistema Fotovoltaico Domiciliar - SIGFI13

5 Quadro Elétrico no Interior de um Domicílio

6 Minirrede com Acoplamento em Corrente Alternada Gerador Fotovoltaic o Gerador Eólico Grupo-gerador Outro Sistema CA ou a rede elétrica convencional G = ~ Carga 17 / V 5 / Hz Inversor Bidirecional ~ = Banco de Baterias 1 V, V, V, 1 V Sistema híbrido com estrutura modularmente expansível com componentes acoplados diretamente no lado CA.

7 Minirrede com Acoplamento em Corrente Alternada

8 Comunidades Atendidas por Geradores a Diesel

9 Comunidades Atendidas por Geradores a Diesel

10 Comunidade São Francisco do Aiucá - Amazonas

11 Comunidade São Francisco do Aiucá

12 Sistema Elétrico Preexistente: Gerador a Diesel

13 Sistema Elétrico Preexistente: Gerador a Diesel

14 Formas de Relacionamento com a Comunidade

15 Treinamento dos Técnicos Locais

16 Equipamentos de Usos Finais

17 Recomendações Sugeridas após Implantação do Projeto em Aiucá Em geral há aglomeração espacial de domicílios e muitas comunidades já contam com um atendimento precário com moto gerador a diesel motor de luz. Evitar a utilização de SIGFI s em localidades/comunidades que apresentem pouca dispersão espacial entre domicílios. Regulamentar, através de Resolução Normativa, o atendimento com micro redes que utilizem fontes intermitentes e ras fontes reáveis. Sistemas individuais Resolução ANEEL 3/ Micro redes em sistemas isolados

18 Recomendações Sugeridas após Implantação do Projeto em Aiucá IMPLANTAÇÃO DE PILOTO NA COMUNIDADE DE PORTO BRAGA Localizada na área focal da Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá, pertencente ao município de Uarini estado do Amazonas, conta com 3 domicílios e 1 habitantes. Forma atual de atendimento Moto gerador diesel de kva com operação, quando há diesel, de horas diárias. A Prefeitura Municipal de Uarini concede mensalmente litros de diesel à comunidade. Moto gerador Abrigo do Moto gerador

19 Recomendações Sugeridas após Implantação do Projeto em Aiucá IMPLANTAÇÃO DE PILOTO NA COMUNIDADE DE PORTO BRAGA Rede de distribuição A rede de distribuição trifásica, construída pela Prefeitura Municipal, está em boas condições. Atualmente está composta por postes de cimento, com 3 metros entre postes, distribuídos ao longo da comunidade. Linha de distribuição Detalhe da linha de distribuição

20 Minirrede Fotovoltaica-Bateria-Diesel-Rede Elétrica Estudo e avaliação das estratégias de operação e gestão de minirrede fotovoltaicabateria-diesel-rede elétrica visando à otimização dos recursos disponíveis.

21 Consumo de Mensal de Eletricidade de um Projeto com SIGFI Jan- Aug-5 Jan- 1 Jan- Aug-5 Jan- Aug Aug-5 Jan- 1 1 Jan- 13 kwh /Mês Aug-5 5 t t v z v r r i n ul o t t v z - s e ou no de n- fe ma ab ma j u j ag se ou no de Ja ug Consumo em - SFD 13 Jan- A 1 1 Aug-5 Jan Consumo em - SFD15 13 Consumo em kwh/m ês - S FD 1 Jan- Aug-5 s et Jan- s et 13 Consumo em kwh/m ês - SFD Consumo em kwh/m ês - SFD 13 Aug Consumo em - SFD7 1 1 Consum o em kwh/m ê s - SFD 13 Aug-5 Consumo em - SFD5 Aug Jan- Aug Consumo em - SFD1 C onsumo e m kwh/m ês - SFD Consumo em k Wh/Mês - SFD Consumos em - SFD3 1 Jan- Aug-5 Jan- Jan kwh /M ês 1 1 Aug-5 1 Aug-5 13 Jan- Aug-5 Kwh/Mês 13 Consumo em - SFD1 Consumo em - SFD9 1 1 Consumo em - SFD Consumos em kwh/m ês - SFD1 1 1 Período de análise: Agosto/5 a Dezembro/

22 Consumo de Mensal de Eletricidade de um Projeto com SIGFI Consum o em - SFD1 1 1 kwh Jan- Jan- Con sumo Acumulado em kwh 13 Aug-5 Consumo em kwh/m ês - SFD Aug-5 Jan Aug-5 Consumo em - SFD FD FD FD FD FD FD FD FD FD D D D D D D D D D D S S S S S S S S S S F S F S F S F S F SF S F SF SF S F Período de análise: Agosto/5 a Dezembro/

23 Minirrede Fotovoltaica-Bateria-Diesel-Rede Elétrica do LSF 13, kv V Cargas de Emergência Quadro de Emergência Quadro de Transferência e Medição da Entrada (rede elétrica, diesel e fotovoltaico) 3 V V 3 V Quadro de Proteção, Seccionamento e Transferência (Multicluster Box Acoplamento de todas as fontes e cargas) Quadro de Medição da Saída V Quadro de Distibuição Geral do LSF Carga 1 Carga CA CA CA Computador CA CC CC CC Gerador a Diesel BATERIAS CC MONITORAMENTO E CONTROLE (Interfaces, protocolos de comunicação e acionamento a distância dos relés e contatores) Carga N BARRAMENTO DE DADOS E CONTROLE

24 Quadro de Medição de Entrada

25 Quadro de Acoplamento em Corrente Alternada

26 Gerador Fotovoltaico

27 Gerador Fotovoltaico

28 Inversores bidirecionais, quadros elétricos e gerador a diesel

29 Capacitação de Recursos Humanos MINIRREDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ELETRICIDADE ALIMENTADAS POR SISTEMAS HÍBRIDOS; MONITORAMENTO E CONTROLE DE MINIRREDES; GESTÃO DE MINIRREDES; CRITÉRIOS DE DECISÃO ENTRE MINIRREDES E SIGFIs.

30 MINIRREDES DE DISTRIBUIÇÃO ALIMENTADAS POR SISTEMAS HÍBRIDOS Estado da arte; Normas técnicas aplicáveis; NBR 51: Instalações Elétricas de Baixa Tensão NR1: Instalações e Serviços em Eletricidade IEC 57: Recommendations for small renewable energy and hybrid systems for rural electrification - Microgrids Monitoramento e controle.

31 MINIRREDE DO LABORATÓRIO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DO IEE-USP Descrição do sistema híbrido Geração fotovoltaica Geração diesel Condicionamento de potência Armazenamento de energia Cargas utilizadas Instalação elétrica Proteção quanto à falha ou defeito Operação em sistema isolado Estabilidade da rede elétrica Controle de tensão e freqüência Operação conectada à rede Fluxo reverso de potência Fator de potência Compensação de reativos

32 MONITORAMENTO E CONTROLE DE MINIRREDES Hardware Relés e contatores Shunts e sensores Fusíveis e distores Data logger Medidores de energia Circuitos de interface Software Descrição de funcionamento Rotinas implementadas Protocolos de comunicação Controle de carga Controle de despacho Análise de transitórios

33 GESTÃO DE MINIRREDES Operação em sistema isolado Estratégia para funcionamento do diesel Estratégia para controle do estado de carga da bateria Estratégia para gerenciamento da carga Operação conectado a rede elétrica Estratégia para conexão à rede Estratégia para comercialização de energia Rotinas de manutenção Treinamento do operador da minirrede

34 CRITÉRIOS DE DECISÃO ENTRE MINIRREDES E SIGFIs Análise sob a perspectiva do desenvolvimento rural integrado SIGFI e a comunidade Minirrede e a comunidade Dados de monitoramento de SIGFIs Dados do monitoramento de minirredes Análise Econômica-Financeira Simulações e resultados Avaliação das vantagens e desvantagens de cada alternativa

35 ELECSOLRURAL PROGRAMA DE CIENCIA Y TECNOLOGIA PARA EL DESARROLLO Unidade de Capacitação e Difusão de Minirredes Fotovoltaica Diesel André Ricardo Mocelin