2º Seminário Inserção de Novas Fontes Renováveis no Planejamento Energético Nacional Geração Distribuída O caso da Fonte Fotovoltaica Glauco Nery Taranto Programa de Engenharia Elétrica Abril / 2014
Bacias Hidrográficas 2
Bacias Hidrográficas Brasileiras 3
Componentes Básicos 4
Capacidade de Regulação dos Reservatórios No passado nossa capacidade de regulação já foi de 5 anos Hoje, a capacidade já é anual, ou seja, um ano com baixas afluências pode causar sérios problemas no ano seguinte O aumento da demanda devido ao crescimento econômico do país, conjugado com a escassez de novos reservatórios, faz essa capacidade de regulação diminuir. 5
Hidrelétricas a fio d água São usinas sem capacidade de armazenamento de água. 6
Bulb Turbines in Santo Antonio and Jirau
Hidrelétricas a fio d água (cont.) São usinas sem capacidade de armazenamento de água. Em um país cuja base de geração hidroelétrica ainda está na casa dos 80% (dados de 2013), a construção dessas usinas exige que o operador do sistema tenha cada vez mais conhecimento da previsão de precipitações. 8
Hidrelétricas a fio d água (cont.) Fenômenos meteorológicos e climáticos: El niño La niña Oscilação Madden-Julian Vórtices ciclônicos Passam a ter um papel preponderante na operação do sistema. 9
A Estrutura de um SEP São constituídos essencialmente de: Sistemas CA trifásicos; Máquinas síncronas; Variadas fontes de energia; Transmissão a longas distâncias 10
A Estrutura de um SEP Geração Pesadelo ou Nirvana? Transmissão Subtransmissão Distribuição Fonte: Nabeel Kouka (google images) 11
100% Renewables 50% 20% 14% 6% 4% 4% 1% 1% 100% Fonte: IEEE Spectrum Outubro/2011 by Mark Delucchi 12
Geração Eólica 13
Desempenho nos Leilões Participação crescente Preço em queda 14
Geração Fotovoltaica 15
Descoberto pelo francês Edmond Becquerel em 1839 quando tinha 19 anos. Efeito fotovoltaico é a criação de uma tensão ou uma corrente elétrica em um material quando exposto à luz (irradiação solar). 16
Espaço + estrutura + $ (2012) Características do Painel: 12 kg 150x68x3,5 (cm) 770 painéis 100 kwp 10 ton 30x27 (m) R$ 818,00 x 770 = R$ 629.860,00 (só os painéis) 17
1 ano depois... Espaço + estrutura + $ (2013) REDUÇÃO DE: (R$629.860,00 R$514.085,00)/(R$629.860,00) = = 18% Características do Painel: 12,9 kg 150x67x4,6 (cm) 715 painéis 100 kwp 9,2 ton 30x27 (m) R$ 719,00 x 715 = R$ 514.085,00 (só os painéis) 18
Reportagem do caderno Morar Bem do Jornal O Globo (Dom 06/10/2013) 19
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Parece que a solar ainda demora um pouco no Brasil... 21
Irradiação Solar Brasil x Alemanha Fonte: solarpaces.org 22
Alguns fatos relatados da experiência Aproximadamente todos os geradores PV com capacidade < 100 kwp ( total > 10 GWp) são conectados na BT; Limite térmico da rede e de equipamentos em muitos casos não é o fator limitante! Violação dos limites de tensão (superior) é o principal fator limitante! A variação de tensão devido a todos geradores não pode exceder 2% na MT e 3% na BT comparado com a situação sem geração. alemã * * G. Arnold, Challenges of Integrating Multi-GW solar power into the German distribution grids, Fraunhofer Institute, XVII PSCC, 2011. 23
Procedimentos adotados na Alemanha * A geração PV tem que prover potência reativa fp 0,95 (MT) e fp 0,9 (BT) Controle da potência ativa dependendo de: Gargalo na rede Ameaça de blecaute Reparo ou manutenção na rede Sobrefrequência Ter capacidade de sobrevivência em afundamentos de tensão ocasionados por curtos-circuitos (LVRT) * G. Arnold, Challenges of Integrating Multi-GW solar power into the German distribution grids, Fraunhofer Institute, XVII PSCC, 2011. 24
Nota Técnica da EPE 64 páginas 25
Produtividade Média Específica da Geração Fotovoltaica em Áreas Selecionadas do Território Brasileiro Área Produtividade Média (Wh/Wp/ano) Fator de Capacidade Média # 5 1260 14,4% # 6 1320 15,1% # 7 1370 15,6% # 8 1420 16,2% Fonte: EPE 26
Incentivos Governamentais Resolução Normativa 481/2012 (ANEEL) Fica estipulado, para a fonte solar com potência injetada nos sistemas de transmissão ou distribuição menor ou igual a 30 MW, o desconto de 80% para os empreendimentos que entrarem em operação comercial até 31/12/2017, aplicável nos 10 primeiros anos de operação da usina, na TUST e TUSD, sendo esse desconto reduzido para 50% após o décimo ano de operação da usina. 27
Eficiência das Células Fonte: NREL 28
Curvas Características Fonte: Nota Técnica da EPE 2012 29
Curvas Características em função da temperatura das células e níveis de irradiação Fonte: Nota Técnica da EPE 2012 30
Variabilidade intra-anual menor do que as fontes eólicas ou hidrelétricas Fonte: Nota Técnica da EPE 2012 31
Comportamento Temporal da Insolação Mais previsível no longo prazo, porém menos previsível no curto prazo do que as fontes eólicas e hídricas. Fonte: Nota Técnica da EPE 2012 32
Aproveitamento Energético Heliotérmico Fonte: Nota Técnica da EPE 2012 33
Possíveis Localizações Efeito das Nuvens Em 10 minutos 550kW 55kW 550kW Em 10 minutos 400kW 40kW 400kW
Efeito das Nuvens (cont.) Potência (kw) 550 400 55 40 10 Tempo (min)
Possíveis Localizações Efeito das Nuvens (cont.) Em 10 minutos 550kW 55kW Em 10 minutos 400kW 40kW
Efeito das Nuvens (cont.) Potência (kw) 550 400 55 40 10 Tempo (min)
OBRIGADO!