Aproveitamento de energia eólica. de energia elétrica.

Documentos relacionados
Seminário Biomassa: Desafios e Oportunidades de Negócios

Exemplos Práticos de Aplicação da Energia Fotovoltaica no meio Rural Curso Energias Renováveis 02 a 06 de outubro de 2017 Concórdia/SC

Encontro de negócios da construção pesada. Apresentação: Organização:

Aproveitamento da energia eólica. Fontes alternativas de energia - aproveitamento da energia eólica 1

Esta apresentação foi feita pela Dra. Laura Porto, Diretora de Energias Renováveis do MME, durante um evento em Brasília.

Painel 6 Expansão das Energias Renováveis. Amilcar Guerreiro Economia da Energia e do Meio Ambiente Diretor

A Energia na Cidade do Futuro

Sistemas de Potência e Energia

A ENERGIA EÓLICA NO BRASIL 1º. Congresso Brasileiro de Geração Distribuída e Energias Renováveis Agosto de 2009

3 Seminário Socioambiental Eólico Solenidade de Abertura Salvador, 05 de Dezembro de 2016

+ DE 190 ASSOCIADOS EM 4 ANOS DE ATUAÇÃO!!

Prof. Delly Oliveira Filho Departamento de Engenharia Agrícola

INTEGRAÇÃO DE FONTES RENOVÁVEIS NÃO DESPACHÁVEIS NO SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL ALESSANDRA MACIEL - ONS

Seminário Inserção de Fontes Renováveis no Brasil

Energia & Sustentabilidade

Integração e Segurança Energética na América Latina. Novas tecnologias e seu impacto sobre a integração elétrica

POLÍTICAS PÚBLICAS E PROMOÇÃO DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS

Sistemas de Energia (SIE)

Profa. Eliane Fadigas Prof. Alberto Bianchi

MUDANÇA CLIMÁTICA E CRESCIMENTO VERDE

Taller de trabajo: Energía Solar Integración y despacho: desafíos para la región

Aplicação de Sistemas de Microgeração no Vilamoura Golf & Garden Resort

A BIOELETRICIDADE DA CANA EM NÚMEROS ABRIL DE 2016

A Energia solar. Fontes alternativas de energia - aproveitamento da energia solar 1

Máquinas de Fluxo I. Centrais Hidrelétricas. História 20/11/2017. Nikola Tesla (CA) e Thomas Edison (CC) ( 1880)

Disciplina: Eletrificação Rural

Energia solar fotovoltaica:

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Produção Distribuída e Energias Renováveis (Setembro de 2005) J. A.

PEA 3420 : Produção de Energia. SISTEMAS HÍBRIDOS (Solar Eólico)

DEMONSTRATIVO DE CÁLCULO DE APOSENTADORIA - FORMAÇÃO DE CAPITAL E ESGOTAMENTO DAS CONTRIBUIÇÕES

Setor Elétrico Brasileiro Presente e Futuro

A Experiencia Cabo-verdiana na Gestão de Mega Parques Fotovoltaicos

As Perspectivas do Setor Elétrico Brasileiro

Máquinas Térmica Introdução. Jurandir Itizo Yanagihara

A BIOELETRICIDADE DA CANA EM NÚMEROS JUNHO DE 2016

7.2 Até 2030, aumentar substancialmente a participação de

Panorama Mensal do Setor Elétrico

Energia Eólica Setembro 2016

WORKSHOP ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NO BRASIL

Sistemas Fotovoltaicos: Análise de viabilidade técnica e econômica de projetos solares Uma abordagem empresarial

Energia Solar Fotovoltaica Conceitos Básicos e Panorama

Monitoramento de desempenho de aerogerador

O que é uma Energia Renovável?

Política Energética e Indústria. Cláudio Monteiro

ESTIMATIVA DE OBTENÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DO VENTO EM UMA ÁREA DADA

Energia Eólica Agosto / 2016

Políticas para Energias Renováveis e Nuclear. na América Latina. O Caso Brasil. Rio de Janeiro - Brasil, 28 de Agosto de 2018

PRÓ-TRANSPORTE - MOBILIDADE URBANA - PAC COPA CT /10

WORKSHOP MODELAGEM CLIMÁTICA E A TERCEIRA COMUNICAÇÃO NACIONAL. Experiências de Estudos de Impactos das Mudanças de Clima nas Energias Renováveis

Energias Renováveis Mapeamento do Setor. Fortaleza, 3 de outubro de 2017

PRÓ-TRANSPORTE - MOBILIDADE URBANA - PAC COPA CT /10

PEA 2200/3100 ENERGIA, MEIO AMBIENTE E SUSTENTABILIDADE. 2ª Prova

Planejamento da Matriz Elétrica Brasileira e a Importância das Questões Ambientais

Estado atual do setor das energias renováveis em Portugal. Hélder Serranho Vice-presidente da APREN

A Importância das Fontes Alternativas e Renováveis na Evolução da Matriz Elétrica Brasileira

Superando as Barreiras Regulatórias para Comercialização de Eletricidade pelas Usinas do Setor Sucroenergético. Maio de 2017

PEA 3100 Energia, Meio Ambiente e Sustentabilidade. Aula 9 Fontes Renováveis de Energia. Energia Eólica

Principais fontes e combustíveis utilizados na geração de energia elétrica

Impactos dos Recursos Energéticos Distribuídos. Francisco José Arteiro de Oliveira Diretoria de Planejamento e Programação da Operação

Energia das Ondas do Mar. Laboratório de Tecnologia Submarina COPPE/UFRJ

O estado atual do setor elétrico brasileiro. José Goldemberg

Energia Solar Integração e Desenvolvimento

Brasil: consumo de energia elétrica (TWh( TWh) Crescimento Médio AA (1991 a 2000)

VANTAGENS DA GERAÇÃO HÍBRIDA FOTOVOLTAICA E HIDRELÉTRICA NO BRASIL II CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR

Energía Eólica. Nathalia Cervelheira Michelle Carvalho Neldson Silva Maick Pires. Sinop-MT 2016

NECESSIDADE DE RECURSOS HUMANOS NAS EMPRESAS

Hidrelétrica. Itaipu: MW (potência de geração) * 16,99% da energia consumida no Brasil * Em 2011: MWh.

ABINEE TEC SUL. Seminário e Mostra de Produtos Eletroeletrônicos. Valter Luiz Cardeal de Souza Eletrobrás Diretor de Engenharia.

Armazenamento e Qualidade de Energia

Profa. Eliane Fadigas Prof. Alberto Bianchi

Alocação Ótima de Investimento em Fontes Renováveis para Suprimento de Sistemas Isolados

A BIOELETRICIDADE DA CANA EM NÚMEROS DEZEMBRO DE 2015

Panorama Atual da Energia Nuclear no Brasil

O Mercado Livre de Energia Elétrica

COMPANHIA ENERGÉTICA DE SÃO PAULO USINA HIDRELÉTRICA ENG. SERGIO MOTTA

I. INTRODUÇÃO

A BIOELETRICIDADE DA CANA EM NÚMEROS SETEMBRO DE 2016

Micro e Pequenas Centrais Hidrelétricas. Fontes alternativas de energia - micro e pequenas centrais hidrelétricas 1

A Situação das Energias Renováveis no Brasil. Newton J. L. Duarte COGEN. 17 de Maio de 2019

Perspectivas de Difusão dos RED

Perspectivas do Setor de Energia Elétrica

O Cenário Brasileiro de Expansão na Visão do Empreendedor

Energia Eólica Sandro Yamamoto Maio, 2016

TÍTULO: ANÁLISE DE PAYBACK EM UMA INSTALAÇÃO RESIDENCIAL DE ENERGIA SOLAR

Painel 3 MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA: DESAFIOS E ALTERNATIVAS. Nivalde de Castro Coordenador do GESEL Instituto de Economia da UFRJ

A Experiência da Espanha na Operação de Parques Eólicos

A INTEGRAÇÃO DA ENERGIA SOLAR NO

rotulagem de energia eléctrica

Aula 7 Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Eletrotécnica

E l e t r i c i d a d e n o B r a s i l

2 Sistema Elétrico Brasileiro

Smart Grids e Microrredes: gestão da energia no campo

Principais desafios e melhores práticas voltadas á operação na visão do ONS

ESTUDO DA VIABILIDADE ENERGÉTICA DE IMPLANTAÇÃO DE UMA USINA EÓLICA DE 100 KW PARA ABASTECER UMA COMUNIDADE RURAL ISOLADA 1

Maio /

A BIOELETRICIDADE DA CANA EM NÚMEROS NOVEMBRO DE 2016

Expansão do Sistema Elétrico Brasileiro

Conceitos, fontes de energia, a questão energética no futuro e o caso brasileiro

ENERGIAS ALTERNATIVAS

Transcrição:

Aproveitamento de energia eólica para geração de energia elétrica www.cresesb.cepel.br

Aproveitamento de energia eólica e para geração de energia elétrica Universalização ão: metas e desafios Energia Eólica - vantagens e limitações Algumas lições aprendidas Conclusões

Universalização ão: metas e desafios Considerando nossa dimensões territoriais e a dispersão geográfica da população rural, não se pode deixar de considerar os limites para a expansão da rede elétrica, particularmente em regiões de florestas, fazendo com que a adoção de soluções de atendimento descentralizado seja imperativa para se atingir o objetivo de universalização do serviço o público p de eletricidade.

Energia Eólica:Aplicações

Aplicações da Energia EólicaE Catavento Bombeamento d água Residências Fazendas Aplicações Remotas

Aplicações da Energia EólicaE Pequeno Porte ( 10 kw) Residências Fazendas Aplicações Remotas Intermediário (10-250 kw) Sistemas Híbridos Geração Distribuída Grande Porte (250 kw - 2+MW) Fazendas Eólicas Geração Distribuída

AEROGERADORES DE PEQUENO PORTE

Diagrama Típico de Sistemas Isolados Exemplo Inversor CC / CA

Fabricantes Existentes Existem dezenas de fabricantes no mundo produzindo aerogeradores de pequeno porte, com potência na faixa de 0,5kW 10 kw; Em geral, essas máquinas iniciam a produção de energia com velocidades de ventos a partir de 3,5 m/s. Curva típica de um aerogerador de 1200 W

Alguns Modelos Disponíveis no Mercado Modelos Gerar1000 - Modelo Marinizado. Incluindo controlador externo e acessórios para torre de 14m (sem os tubos de 3"). Conjunto completo. Air Wind 403 - Modelo Naval. Controlador de cargas interno Air-X Wind - Modelo Naval. Controlador de Carga interno. Air-X Wind - Modelo Rural. Controlador de Carga interno. Whisper H40 - Modelo Rural. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. Whisper H40 - Modelo Marinizada. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. Whisper H80 - Modelo Rural. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. Whisper H80 - Modelo Marinizada. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. Whisper 175 - Modelo Rural. Incluindo estais para 23 m, SEM os tubos. Controlador de cargas externo: EZ-Wire, com possibilidade de arranjo misto com painéis solares. Potência Média Fonte: http://www.energia-alternativa.com.br (Referência: 08/04/04) Tensão (cc) Fabricação Preços (R$) 1.000 W 24 V Enersud 7.215,00 400 W 12/24/48 V Southwest 3.950,00 400 W 12/24/48 V Southwest 4.784,00 400 W 12/24/48 V Southwest 3.551,00 900 W 24/48 V Southwest 8.154,00 900 W 24/48 V Southwest 9.245,00 1.000 W 24/48 V Southwest 10.880,00 1.000 W 24/48 V Southwest 11.971,00 3.200 W 48 V Southwest 29.742,00

CUSTOS E ESTIMATIVA DE MERCADO

Estimativa de Mercado (considerando-se se os fatores atuais) Otimista (com muitos fatores indutores) 1000 MW (até 2004) + 500 MW em 2005 20% ao ano de crescimento até 2022 65 GW Realista (+) (com poucos fatores indutores) 1000 MW (até 2004) + 500 MW em 2005 10% ao ano de crescimento até 2022 24GW Realista (-) (com muito poucos fatores indutores) 1000 MW (até 2004) + 500 MW em 2005 5% ao ano de crescimento até 2022 15GW

Custos Altamente dependentes do regime de ventos Grandes empreendimentos: US$ 35 a 60/MWh Médios empreendimentos: US$ 45 a 80/MWh Pequenos empreendimentos: US$ 70 a 120/MWh

Evolução do Custo da Energia Eólica Redução significativa dos custos da energia eólica: Redução dos custos das turbinas eólicas; Turbinas cada vez maiores, com torres cada vez mais altas; Melhoria da tecnologia e nos métodos de produção; Melhoria na eficiência e na disponibilidade; Queda nos custos de operação e manutenção. 1979 US$ 400,00/MWh 2003 US$ 35-120,00/MWh

Evolução comercial das turbinas eólicas Fonte: DEWI

Energia Eólica e o Meio Ambiente Utilização do Solo para Atividades Agrícolas Emissão de Gases Emissão de Ruído Impacto Visual Impacto sobre a Fauna

Emissão de CO 2 de Diversas Tecnologias Emissões Emissões de CO2 de nos CO2 nos estágios estágios de de produção produção de de Tecnologias Tecnologias energia energia (ton/gwh) (ton/gwh) Extração Extração Construção Construção Operação Operação Total Total Planta Planta convencional convencional de de queima queima de de carvão carvão 1 1 1 1 962 962 964 964 Planta Planta de de queima queima de de gás gás 0 0 0 0 484 484 484 484 Pequenas Pequenas hidrelétricas hidrelétricas - - 10 10 - - 10 10 Energia Energia eólica eólica - - 7 7 - - 7 7 Solar Solar fotovoltaico fotovoltaico - - 5 5 - - 5 5 Grandes Grandes hidrelétricas hidrelétricas - - 4 4 - - 4 4 Solar Solar térmico térmico - - 3 3 - - 3 3 Lenha Lenha (Extração (Extração programável) programável) -1.509-1.509 3 3 1.346 1.346-160 -160 Fonte: "Renewable Energy Resources: Opportunities and Constraints 1990-2020" - World Energy Council - 1993

Uso da Energia: Custos de Externalidades* (centavos de dólar d por kwh) Carvão: 1,94 a 14,60 Turbina a gás: 0,97 a 3,89 Nuclear: 0,19 a 0,58 Fazenda Eólica: 0,05 a 0,24 *Estimativa de custos para a sociedade e para o ambiente decorrentes de uso de combustíveis fósseis f e nucleares, não incluindo lixo nuclear e custos de desativação. Estudo da UE, ExtermE - WSJ - 2002

O POTENCIAL EÓLICO BRASILEIRO

Velocidades Médias: Dependência dos Ventos > 6.0 m/s (bons sítios a 20m) Distribuição Estatística: Weibull (parâmetros c e k) Curva de Potência: P = η 1/2 ρ A V 3 η < 60% (eficiência máx.)

Influência da Altura z ln z0 V ( z) = V ( zr ) ln zr z0 onde: V(z r ) = Velocidade na altura de referência z r V(z) = Velocidade na altura z z r = Altura de referência z = Altura desejada z 0 = Altura da rugosidade do local

Influência da Altura Expressão simplificada Descrição do terreno Fator n V ( z) = V ( zr ) z z r n Superfície lisa, lago ou oceano 0.10 Grama baixa 0.14 Vegetação rasteira (até 0.3m), árvores ocasionais 0.16 Arbustos, árvores ocasionais 0.20 Árvores, construções ocasionais 0.22 0.24 Áreas residenciais 0.28 0.40 onde: V(z r ) = Velocidade na altura de referência z r V(z) = Velocidade na altura z z r = Altura de referência z = Altura desejada n = Parâmetro diretamente associado à rugosidade da superfície

Influência da Rugosidade

Influência da Rugosidade Z 0 [m] 1 Característica da superfície Cidades, Florestas Classe de Rugosidade 0.5 Periferia 3 0.3 0.2 Área abrigada Várias árvores/arbustos 0.1 Planície muito cultivada 2 0.05 0.03 Planície pouco cultivada Planície com algumas construções, árvores, etc 1 0.01 Áreas de pista de aeroporto com construções e árvores 0.005 Solo Exposto 0.001 Superfície de gelo 0.0003 Superfície de areia 0 0.0001 Superfície de água (lagos, mar etc.)

Comportamento do vento em um dia típico 12 12 10 10 8 6 4 2 0 8 6 4 2 0 0:00 0:00 1:50 1:50 3:40 3:40 5:30 5:30 7:20 7:20 9:10 9:10 11:00 11:00 12:50 12:50 14:40 14:40 16:30 16:30 18:20 18:20 20:10 20:10 22:00 22:00 23:50 23:50 Vel. Vel. (m/s) (m/s) Horário Horário

Histograma de dados de vento 30.0% 25.0% Freqüência 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Velocidade Média [m/s]

= k k c V c V c k V g exp. ) ( 1 Distribuição de Weibull k = fator de forma da distribuição dos ventos; c = fator de escala ou a velocidade média dos ventos

3000.0 Energia Utilizável E [MWh] 2500.0 2000.0 1500.0 Energia Disponível Energia Gerada 1000.0 500.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Velocidade [m/s] 600 Curva de Potência da Máquina Potência [kw] 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Velocidade do Vento [m/s]

Complementaridade Sazonal Região Nordeste Exemplos de de possíveis parques parques eólicos eólicos no no litoral litoral do do Ceará Ceará (3000MW) GWh 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 P A R A C UR U M UC UR IP E C OF EC O B IT UP IT Á A C A R A U JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 4817 5252 5068 Vazão Vazão afluente afluente no no reservatório de de Sobradinho, 1931/92 1931/92 (média (média de de 2.7MW/m 3 3 /s) /s) Vazão (m3 /s) 3997 2489 1698 1401 1201 1062 1188 1946 3487 jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Vantagens do Uso de Sistemas Eólicos de Pequeno Porte Baixo custo inicial Possibilidade de Pré-eletrificação Adiamento de investimentos Atendimento de consumidores satélite Complemento à extensão de rede Boa solução para pequenos e médios consumos em locais com bons ventos

Limitações Como possui peças móveis, necessita lubrificação regular e substituição periódica de componentes Se o vento não for regular não poderá sozinho atender às necessidades de eletricidade

Vantagens do Uso de Sistemas Fotovoltaicos Autônomos Tem característica modular, facilitando melhorias conforme as necessidades Segurança dos componentes Baixos custos de manutenção Possibilidade de Pré-eletrificação Adiamento de investimentos Atendimento de consumidores satélite Complemento à extensão de rede Melhor solução para pequenos consumos Recurso solar abundante no Brasil

Limitações Energia disponível é limitada, exigindo controle do consumo Investimento inicial alto Troca de bateria a cada 2 a 6 anos Necessidade de importação de equipamentos

A cadeia de produção eólica (situação do Brasil) Engenharia de Projetos Instalação ão, Exploração e Manutenção Concepção de sistemas e componentes Fabricação de aerogeradores

Tecnologia Fotovoltaica Sistemas HíbridosH

Sistema Híbrido de Joanes Ilha de Marajó (PA), Município de Salvaterra; ; Fotovoltaico/Eólico lico Convênio CEPEL/NREL/CELPA 10kWp FV; 40kW eólicoe Operando desde maio/98

Algumas lições aprendidas Envolvimento da comunidade Projetos integrados Gestão descentralizada A eletrificação não é uma panacéia universal Interesse e confiança na tecnologia por parte dos diferentes atores

Desafios Futuros Aperfeiçoar métodos de gestão de geração descentralizada Identificar nichos de aplicação de cada tecnologia Estimular a Pesquisa e Desenvolvimento Promover a capacitação técnica de novos atores Desenvolver uma política industrial Criar uma estratégia que permita o Desenvolvimento Sustentável

Hamilton Moss Jorge Lima moss@cepel.br jlima@cepel.br (21) 2598-6387 (21) 2598-6133 Antônio Leite alsa@cepel.br Centro de Referência para Energia Solar e Eólica S. S. Brito http://www.cresesb.cepel.br/ CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica http://www.cepel.br/