Energia Solar Fotovoltaica Uso de Sistemas Fotovoltaicos interligados

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Energia Solar FotovoltaicaUso de Sistemas
Fotovoltaicos interligados à rede elétrica para
diminuição do pico de demanda

• Mestranda Carolina da Silva Jardim
• Orientador Prof. Ricardo Rüther

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Energia Solar Fotovoltaica

• A Energia Solar é transformada diretamente em
  energia elétrica pelo efeito fotoelétrico.
• A corrente contínua gerada pode ser
  transformada em corrente alternada por meio de
  inversores com saída em 110V ou 220V.

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Instalações Fotovoltaicas Integradas às
Edificações e Interligadas à Rede Elétrica

• A energia gerada é injetada na casa. O excedente
  é jogado na rede elétrica.
• 40 m2 de placas são sufcientes para 4 pessoas-
  500 kWh/mês p/ Si-cristalino.
• Freiburg Cidade do Sol

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Instalações Fotovoltaicas Integradas às
Edificações e Interligadas à Rede Elétrica

• CUSTO ZERO DE TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO
• CUSTO ZERO DE ÁREA DE CONSTRUÇÃO (usa cobertura e
  fachada)
• CUSTOS EVITADOS (materiais de acabamento e/ou
  revestimento)
• CUSTOS EVITADOS DE ARMAZENAMENTO (sistema de
  baterias 30 do valor de sistemas isolados)
• ENERGIA LIMPA, SILENCIOSA, RENOVÁVEL E
  INESGOTÁVEL

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Exemplos de painéis fotovoltaicos
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Exemplos de painéis fotovoltaicos
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Exemplos de painéis fotovoltaicos
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Exemplos de painéis fotovoltaicos
Painéis solares integrados à fachada de um
edifício, mostrando duas diferentes formas
de aplicação. Nas janelas à esquerda os painéis
de silício cristalino (c-Si) estão montados em
plano inclinado, atuando também como elementos de
sombreamento do sol de verão para o interior do
prédio na fachada vertical à direita os painéis
de silício amorfo (a-Si) estão montados com
inclinação vertical, em substituição a elementos
de revestimento normalmente utilizados, como
mármores, vidros espelhados, etc
Phototronics Solartechnik GmbH.
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Exemplos de painéis fotovoltaicos semitransparente
s
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Sistema Solar interligado à Rede Elétrica UFSC
Sistema solar fotovoltaico de 2kWp instalado na
UFSC em Florianópolis. A superfície de 40m2
apresenta uma inclinação de 27o e está orientada
para o norte geográfico
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Objetivos deste trabalho

• Mostrar que a energia solar pode ser considerada
  uma fonte DESPACHÁVEL de energia
• Sistemas Fotovoltaicos interligados à rede
  elétrica podem diminuir o Pico de Carga
• Análise de custos (GLD)

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Dados Analisados

• DADOS DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA
• Obtidos da estação fotovoltaica da UFSC
• DADOS DE CONSUMO (horários)
• 56 alimentadores CELESC incluindo
• Florianópolis e cidades vizinhas (21 meses).
• Todos os dados foram alocados em um único
• Banco de Dados

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Localização de Regiões com pico de consumo diurno

• Das 56 regiões analisadas, 24 possuem pico de
  consumo diurno.
• Dessas, foram analisadas detalhadamente 14
  regiões
• Foram calculados para essas regiões os FECCs
  (Fator Efetivo de Capacidade de Carga) que traduz
  o quanto a geração solar pode contribuir na
  diminuição do pico de consumo.

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Consumo e Geração Solar
Nível de Penetração Fotovoltaica 20
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Carga que SEGUE O SOL
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FECC Conceito e Metodologia de Cálculo

• Por exemplo um FECC de 80 significa que uma
  planta Fotovoltaica de 1 MW pode ser considerada
  uma fonte de energia DESPACHÁVEL de 800 kW

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Valores de FECC para algumas regiões de
Florianópolis

• Alimentador FECC
•  
• CQS_01 66.42
• CQS_10 79.88
• CQS_11 87.29
• CQS_12 62.41
• TDE_07 87.28

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A Energia Solar é Despachável?

• w   Se a geração solar PV tem a CAPACIDADE de
  reduzir o pico de demanda, será que ela GARANTE
  essa redução?
• w   Em outras palavras, a Energia Solar
  Fotovoltaica pode ser considerada uma fonte
  DESPACHÁVEL de energia ?
• w   Ou ainda a energia gerada pela Planta PV
  estará disponível quando for necessária?

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Alimentador CQS_TT1

• Em 21 meses apenas por 5 vezes a geração solar
  não supriu a demanda impondo sobrecargas de até
  3,87

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Alimentador CQS_11

• Em 21 meses a geração solar não supriu a demanda
  apenas 1 (uma) vez acarretando uma sobrecarga
  de1,37.

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TDE_07

• Em 21 meses apenas 5 vezes a geração solar não
  supriu o consumo impondo uma sobrecarga de 2,75

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Solar Load Controller (SLC)
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EVOLUÇÃO DO CUSTO DE PAINÉIS SOLARES FOTOVOLTAICOS

• Para o mais recente projeto desenvolvido pelo
  LabSolar, foram adquiridos painéis a um custo de
• US 2.75/Watt (NOV-2002)

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Custos proporcionais de instalações solares
fotovoltaicas integradas à rede elétrica
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CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO
REGIÃO DA TRINDADE FLORIANÓPOLIS

• ALIMENTADOR TDE_07
• POTÊNCIA FV 26,9 MW
• FECC 87

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CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DE SISTEMA
FOTOVOLTAICOREGIÃO DA TRINDADE FLORIANÓPOLIS

• Custo Unitário FV US 7.000,00 / kW
• Potência 26,9 MWp
• Custo Total US 188,00 Milhões R
  660,00 Milhões

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CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DE SISTEMA
FOTOVOLTAICOREGIÃO DA TRINDADE FLORIANÓPOLIS

• ENERGIA GERADA !!!
• Energia por kWp 1,35 MWh/kW/ano
• Geração Anual (26,9 MWp) 36,31 GWh/ano
• Tarifa (Valor Normativo) R 470,00 /MWh
• Geração (R) . R 17,00 milhões/ano

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Custo de Ampliação da Rede

• CUSTO kW pico (GTD) US 2.300,00
• (para o estado de São Paulo UNICAMP 1995)
• 26,9 0,87 2300 3,5 R 188,00 milhões

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Tempo de Retorno do Investimento

• Para um custo Fotovoltaico de US 7,00/Watt
• R 660,00 R 188,00 R 472,00 milhões
• R 472,00 / R 17,00 / ano 28 anos
• Para um custo Fotovoltaico de US 3,50/Watt
• R 329,00 R 188,00 R 141,00 milhões
• R 141,00 / R 17,00 / ano 8,3 anos