Projeto Megawatt Solar Geração Solar Fotovoltaica Integrada ao Edifício Sede da ELETROSUL Ediu Campos Departamento de Planejamento do Sistema
Missão: Atuar nos mercados de energia de forma integrada, rentável e sustentável Visão: Em 2020, ser o maior sistema empresarial global de energia limpa, com rentabilidade comparável às das melhores empresas do setor elétrico
A Empresa Segmentos: transmissão e geração de energia elétrica Áreas de atuação atual: estados da região Sul, Mato Grosso do Sul e Rondônia Capacidade Instalada 2009 Transmissão: 40 subestações, 1 conversora de frequência e 11.765,2 km de linhas Geração: carteira de 1.185,3 MW em UHEs (81%), PCHs (12%) e Eólicas (7%) Investimentos em 2009 Instalações Próprias Transmissão = R$ 207 milhões Geração = R$ 374,9 milhões Parcerias G&T = R$ 463,7 milhões Lucro Líquido 2009 = R$ 204,9 milhões
O Projeto Implantação de uma planta de Geração Solar Fotovoltaica com potência instalada de aproximadamente 1 megawatt-pico (1.060 kwp) Primeiro projeto conectado a rede de grande porte a ser implantado em prédio público brasileiro Ser o ponto de partida na difusão da energia solar fotovoltaica Desenvolver o mercado de energia verde no Brasil Agregando Valor Projeto piloto para o Projeto Copa Solar ou Estádios Solares Apoio: Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) KfW Bankengruppe (KfW) Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH Instituto para o Desenvolvimento das Energias Alternativas (IDEAL)
Visão Geral do Projeto N Estudos iniciais com módulos de 250Wp m-si: Capacidade Instalada: 1.060 kwp 4.240 módulos Produção Anual Esperada = 1.151 MWh Área: 9.986 m²
Cobertura do Edifício Orientação dos módulos Capacidade Instalada: 450 kwp 1.800 módulos Produção Anual Esperada = 515 MWh Área: 5.026 m² Orientação: NE/NW - Inclinação: 10º Utilização da estrutura atual N
Estacionamentos C2 C7 e B1-B2 Capacidade Instalada: 480 kwp 1.920 painéis Produção Anual Esperada = 502 MWh Área: 3.840 m² Orientação: NW - Inclinação: 10º Abrigarão aproximadamente 160 veículos
Estacionamentos da frota Capacidade Instalada: 130 kwp 520 painéis Produção Anual Esperada = 144 MWh Área: 1.120 m² Orientação: NW - Inclinação: 10º Abrigarão caminhões e veículos leves da frota da Eletrosul
Estudos realizados Estudo de sombreamento Foi utilizado o software PVSyst- necessita reconstrução do ambiente em 3D Perdas nos estacionamento chegam a 6,7% na média Perdas na cobertura e no estacionamento da frota são inferiores a 2% Estudo de visibilidade Restrição arquitetônica - Módulos na cobertura do edifício não devem ser vistos das ruas adjacentes Ocasionou limitação de inclinação dos módulos e redução da capacidade instalada
Estudos realizados Estudo de inclinação e orientação dos módulos na cobertura do edifício Diversas composições de inclinação e orientação foram simuladas O caso 7 foi definido como o mais adequado por apresentar baixa perda com relação ao caso ótimo. A implementação é mais facilitada e de menor custo. Aproveita a estrutura existente. Norte Paralelo Nordeste e Noroeste Caso 1 2 3 4 5 6 7 Inclinação dos módulos 20º 28º 10º 1º 20º 28º 10º Subsistema N N N NW/NE NW/NE NW/NE NW/NE Taxa de ocupação módulos 50% 50% 50% 100% 50% 50% 50% Perda de sombra entre-filas 2,5% 4,6% 0,7% 0% 3,1% 5,6% 0,8% Fator Produção (kwh/kwp) 1257 1235 1247 1188 1215 1197 1239 Rank 1 4 2 7 5 6 3 Índice de Comparação 0% -1,8% -0,8% -5,5% -3,3% -4,8% -1,4%
Perdas estimadas do sistema Estudo de sombreamento Prédio Estacionamentos Tipos de Perdas Processo de conversão direta através Principal dos módulos Laterais fotovoltaicos Valores Calculados Estacionamentos atrás do Prédio Estudo de visibilidade Geração integrada a arquitetura: BIPV Building- Integrated Photovoltaic Integração direta a rede elétrica: não requer baterias Sombreamento de horizonte 360º -1,4% -3,30% -3,30% Sombreamento próximo objetos modelados -1,4% -6,10% -1,50% Refração modelado no PVSyst -3,1% -2,58% -2,70% Sujeiras premissa -1,0% -2,00% -1,00% Perdas pelo nível de irradiância -4,5% -4,78% -4,60% Perdas devido a temperatura -5,9% -5,68% -5,90% Perdas nos Inversores -2,2% -5,10% -4,70% Premissas Tolerância de eficiência dos módulos -1,5% -1,50% -1,50% Perdas no cabeamento -1,5% -1,50% -1,50% Efeito do Máximo Ponto de Potência da fila -2,1% -2,10% -2,10% Perdas nos transformadores -1,0% -1,00% -1,00% Disponibilidade 99,0% 99,00% 99,00% Performance Ratio Global esperado: 0,74
Investimento Custo total do projeto: R$ 10,08 milhões Financiamento KfW: 2,8 M Previsão para licitação: abr-mai/2011 Previsão para início das obras: jul/2011 Tempo de construção estimado: 6 meses
Planta Piloto Em funcionamento desde jun/2009 Capacidade instalada: 11,97kWp Produção média anual: ~13,3 MWh Fator de capacidade médio: ~13% 88 módulos de a-si em 228 m² Produção inferior ao esperado. Causa: irradiação incidente abaixo do esperado.
Comercialização da Energia Expectativa de Produção Anual de Energia = 1.151 MWh Garantia Física: 131,4 kw Fator de Capacidade: 12,4% Venda de Energia para o Mercado Livre Vantagens de desconto na TUSD (50%) Mercado que pode usufruir melhor dos ganhos de marketing da energia verde Deverá ser realizada por leilão, oferta ou chamada pública, garantindo transparência, publicidade e garantia de acesso a todos os interessados. Selo de Energia Verde (Selo Solar) Ferramenta de Marketing Está em desenvolvimento pela GIZ, Instituto IDEAL e UFSC: acompanhamento Eletrosul Na Alemanha esta estratégia já foi utilizada com sucesso
Características do Produto A energia gerada será dividida em lotes: Por exemplo: 11 Lotes de 100,00 MWh/ano Entrega: Centro de Gravidade do Submercado Sul Preço Estimado do Lote R$ 4.200 mensais R$ 50.400,00 por ano A energia gerada será registrada na CCEE, conforme as Regras de Comercialização Os compradores terão o direito de usar a marca (selo) do Projeto
Características do Produto Conta Energia de um Consumidor Livre: 10 MW Médios = 7.200 MWh/mês R$ 115,00/MWh = R$ 828.000,00/mês 1 Lote = R$ 4.200,00 /mês 0,5% de acréscimo no custo de energia Ainda devem ser considerados os ganhos nos contratos de demanda
Contatos: Ediu Campos ecampos@eletrosul.gov.br (48) 3231-7610
Projeto Eletrisol (P&D) Objetivo Gerais: Implantar uma unidade piloto de produção de módulos fotovoltaicos com tecnologia nacional de alta eficiência e baixo custo Avaliar a viabilidade técnica e econômica da produção em escala. Objetivo Específicos: implementação dos equipamentos utilizados na produção de módulos fotovoltaicos implantação da linha de fabricação e otimização dos processos de texturação, difusão, metalização, deposição de filmes anti-reflexo, soldagem e laminação fabricação, caracterização e análise de 200 módulos fotovoltaicos com a tecnologia desenvolvida.
Projeto Eletrisol Ano Inicio : 2004 Entidade Finaciodora: FINEP Entidade Pesquisadora: PUC-RS Parceiros: Eletrosul Centrais Elétricas S.A. (Eletrosul) Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobrás), Companhia Estadual de Energia Elétrica (CEEE)
Projeto Eletrisol Processo de fabricação de células solares implantado em escala piloto (com células de grande área (maior que 64 cm2).
Projeto Eletrisol Constituição do módulo fotovoltaico O módulos fotovoltaicos é constituído de 36 células associadas em série, soldadas em tiras, por iluminação halógenas de alta potência que aquecem as células e as fitas de cobre/estanho/prata. O encapsulamento é constituído de um sanduíche de vidro, acetato de etil-vinila (EVA), células solares, EVA e filme plástico posterior (Tedlar + poliéster) Proteção final, coloca-se um marco de alumínio e a caixa de conexão O módulo está pronto para ser testado
Projeto Eletrisol INFRA-ESTRUTURA Constituído de dezesseis laboratórios, totalizando 950 m2 O maior laboratório é o da fabricação de células solares e módulos fotovoltaicos, com um total de 210 m2 de salas limpas classe 10.000. O Laboratório de Células Solares está dividido nos seguintes laboratórios: difusão, química, fotolitografia, metais e filmes, corte, soldagem e laminação. Este é o primeiro laboratório especialmente projetado para o desenvolvimento de células solares e módulos fotovoltaicos no Brasil.
Projeto Eletrisol
Projeto Eletrisol
Projeto Eletrisol RESULTADOS ESPERADOS 1) processo de fabricação de módulos fotovoltaicos em fase préindustrial, 2) 200 módulos fotovoltaicos fabricados e caracterizados, 3) planilha de custos de cada processo envolvido na fabricação dos módulos fotovoltaicos e projeção de custos segundo a escala de produção e 4) formação de pessoal na área de dispositivos fotovoltaicos. 5) O desenvolvimento de cada processo e a avaliação dos seus custos permitirá o detalhamento do custo do watt fotovoltaico, bem como, de um roteiro tecnológico para reduzir estes custos a curto, médio e longo prazo.
Projeto Eletrisol CONCLUSÕES O conceito de unidade piloto de produção de módulos fotovoltaicos acelerara o desenvolvimento industrial no setor sendo o principal objetivo da planta Processos: Foram desenvolvidas duas estruturas de células solares: A célula n+pn+ é de menor custo de produção, porém de menor eficiência A a estrutura n+pp+, dopada com Al, resulta em maior eficiência e necessita de mais passos para a fabricação.
Projeto Eletrisol CONCLUSÕES Eficiência: alcançaram-se as seguintes eficiências: - células solares de 62,49 cm2: 14,2 % - 15,6 % - células solares de 4,16 cm2: de 14,8 % - 16,0 % - Eficiência média - lotes de 150 células n+pn+ de (12,68 ± 0,29) %. Módulos fotovoltaicos: foi implementado um processo para soldagem, encapsulamento e colocação da moldura de alumínio em módulos fotovoltaicos. Formação de recursos humanos: Divulgação do projeto e da tecnologia na mídia. Organização de uma cadeia de fabricantes e fornecedores de insumos.
Projeto Eletrisol Situação Atual Primeira Fase Etapa de certificação dos painéis produzidos como protótipos, no Kema - Holanda Segunda Fase Contratada uma consultoria para elaborar um plano de negócios para a implantação de uma industria para a produção de módulos fotovoltaicos. Primeira quinzena de abril - primeira apresentação da consultoria.
Projeto Eletrisol Prof. Adriano Moehlecke Profa. Izete Zanesco Centro Brasileiro para Desenvolvimento da Energia Solar Fotovoltaica CB-Solar Faculdade de Física - Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul PUCRS Av. Ipiranga, 6681 Prédio 96A Porto Alegre RS CEP 90619-900 Telefone: 51 3320 3682 Fax: 51 3320 3616 E-mail: moehleck@pucrs.br