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ENERGIA SOLAR NAS CIDADES
Isabel Salamoni, Arquiteta e Urbanista, Dra. Eng.
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FONTES DE PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
BRASIL
MUNDO
16,0%
15,0%
20,0%
41,0%
6,0% 2,0%
Hidráulica
Nuclear
Gás Natural
Carvão e Derivados
Derivados do Petróleo Outros
RENOVÁVEL: 18% Apelo do Brasil para o uso de
FRE é diferente!
77% 2,50%
3,20%
1,40%
2,70%
4,60%
0,10% 8,40% Hidráulica
Nuclear
Gás Natural
Carvão e Derivados
Derivados do Petróleo
Biomassa
Eólica
Importação
RENOVÁVEL: 87%
Matriz energética mundial
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Necessidade de novas fontes de energia => geração descentralizada!
Plano Nacional de Energia 2030 (MME, 2007), o consumo de energia elétrica em
2030 poderá se situar entre 950 e 1.250 TWh/ano => 428 TWh/ ano (2009).
Elevando o potencial hidroelétrico para 80%, pode não ser suficiente! Exploração da hidroeletricidade => Fatores ambientais, sociais e de custos (T&D.)
Matriz energética brasileira
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Matriz energética brasileira
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CUSTOS EVEITADOS COM A GERAÇÃO DISTRIBUÍDA
Matriz energética brasileira
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Fontes Renováveis de Energia no Brasil => Pequenas centrais hidroelétricas (PCHs),
energia eólica, à biomassa e à energia solar
O Brasil é o mais avançado país da
América do Sul => desenvolvimento das
fontes renováveis de energia =>
dimensão continental (47% da área da
América do Sul), fontes naturais
abundantes e ao clima.
Matriz energética brasileira
Energia Solar Térmica: utiliza o calor do sol para o aquecimento de água. Energia Solar Fotovoltaica: Geração direta de energia elétrica pelo efeito fotovoltaico.
A energia Solar
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Concentradores solares térmicos para geração de energia elétrica => geração indireta
de energia elétrica.
Alta temperatura - Produção de vapor para movimentar as pás de uma turbina
acoplada a um gerador elétrico
A energia Solar
Alta tecnologia, mas é simples de utilizar.
Não poluente e fonte renovável.
Não produz ruído.
Baixa manutenção.
Operação desassistida.
Altamente confiável => uso em satélites.
Instalações desde baixa potência (W) até MW.
Característica modular: o sistema pode ser ampliado conforme a necessidade.
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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FUNDAMENTOS DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Radiação solar
Forma de transferência de energia advinda do Sol, através da propagação de ondas
eletromagnéticas.
radiação direta
radiação difusa
radiação devida ao albedo
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
Efeito Fotovoltaico
Conversão direta da energia da luz
(espectro visível) em energia
elétrica.
Célula fotovoltaica elemento
que realiza a conversão
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Célula fotovoltaica - dispositivo elementar especificamente desenvolvido para realizar a
conversão direta de energia solar em energia elétrica. Módulo fotovoltaico - Unidade básica formada por um conjunto de células solares,
interligadas eletricamente e encapsuladas, com o objetivo de gerar energia elétrica. Painel fotovoltaico - Um ou mais módulos fotovoltaicos inter-ligados eletricamente,
montados de modo a formar uma única estrutura.
Células Módulos Painel
ELEMENTOS FOTOVOLTAICOS
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
Módulos de silício cristalino Tecnologia tradicional
Silício monocristalino (m-Si) e silício policristalino (p-Si)
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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Módulos de filme fino Novas
tecnologias
Silício amorfo (a-Si)
Telureto de cádmio (CdTe)
Disseleneto de cobre e índio
(CIS)
Disseleneto de cobre, índio e
gálio (CIGS)
Silício micromorfo (μcSi/a-Si)
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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Filmes finos => maior integração com a edificação.
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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Eficiência de conversão
m-Si 12 - 15 %
p-Si 11 - 14 %
a-Si 6 - 8 %
CdTe 7 - 10 %
CIGS 9 - 11 %
µ-Si ~ 8 - 9 %
Escolha da Tecnologia
Aspectos energéticos
Aspectos arquitetônicos – Estética – Aplicação
Área disponível potência instalada (Wp)
Maior eficiência menor área
Eficiência Estética Área
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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Potencial de geração anual em cada ângulo e azimute, em relação ao posicionamento ideal para Florianópolis. Fonte: Santos e Rüther, 2009.
Máximo rendimento:
Módulos orientados para o norte verdadeiro.
Inclinação dos módulos igual à latitude local.
Critérios para o dimensionamento do sistema solar fotovoltaico (FV)
Azimute em relação ao Norte
Ân
gulo
em
rel
ação
à h
ori
zon
tal
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
Na cobertura => substituição ou
sobreposição de elementos de revestimento
(telhas), iluminação zenital.
Módulos fotovoltaicos podem ser integrados às edificações:
Na fachada => Brises, parede cortina, janela, substituição ou sobreposição de
elementos de revestimento;
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Na fachada: Parede cortina convencional
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Na fachada: Parede cortina modulada
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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04
Na fachada:
Substituição de elementos de revestimento
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Na fachada: Substituição de janela
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Na fachada: Brise
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Na cobertura
Substituição ou sobreposição de
elementos de revestimento
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Vauban – Freiburg / Alemanha
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Vauban – Freiburg
/ Alemanha
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Vauban – Freiburg / Alemanha
Estratégias de integração de módulos fotovoltaicos com a edificação
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Sistemas Isolados
normalmente são instalados em locais sem
acesso à rede elétrica
Sistemas Conectados à Rede - Sistemas dispersos
integrados a edificações urbanas
geração descentralizada, junto ao ponto de
consumo
Planta centralizada
grande agrupamento de painéis fotovoltaicos
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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Tipos de sistemas fotovoltaicos
Ilustração de integração de um sistema fotovoltaico isolado
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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Inversor: CC => CA
Cargas CA
SISTEMA ISOLADO
Sistemas FV Isolados
Acre – Xapurí
Módulos (p-Si) - 3X85Wp
2 Baterias estacionárias 150Ah
Sistemas isolados no Brasil: exemplos
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SISTEMA ISOLADO
Sistema de Iluminação de Emergência UFSC
Rampas de acesso ao auditório
Módulos rígidos (a-Si) - 6 x 64Wp
- instalados verticalmente na fachada norte - forma alusiva à figura do Sol
Controlador de carga e 2 baterias estacionárias 12V/220Ah
Posto de Energia Solar
Motocicleta Elétrica
Painel - 6 x 64Wp (a-Si)
Controlador de carga
8 baterias estacionárias 12V/220 Ah
UFSC
Sistemas isolados no Brasil: exemplos
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SISTEMA ISOLADO
Ilustração de integração de um sistema fotovoltaico interligado com a rede
elétrica pública
Modelo da TARIFA-PRÊMIO
Gerador solar vende TUDO o que produz (recebendo a tarifa-prêmio) e compra TUDO o que consome (pagando a tarifa de sua classe tarifária) Esse modelo de procedimento evita a competição e a oposição da concessionária.
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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SISTEMA CONECTADO COM A REDE ELÉTRICA
Grupo ZEPPINI - São Bernardo do Campo – SP
Sistemas conectados à rede no Brasil: exemplos
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SISTEMA CONECTADO COM A REDE ELÉTRICA
Grupo ZEPPINI São Bernardo do Campo SP
Sistemas conectados à rede no Brasil: exemplos
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SISTEMA CONECTADO COM A REDE ELÉTRICA
UFSC – Centro de convivência
Sistemas conectados à rede no Brasil: exemplos
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SISTEMA CONECTADO COM A REDE ELÉTRICA
Tecnologia com maior crescimento no mundo
Adicionados em 2010 = 17GWp
Potência mundial instalada = 40GW
Alemanha é líder = 44% da capacidade instalada mundial
Sist. conectados à rede = 90% do consumo anual de geração FV
A energia Solar Fotovoltaica (FV)
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O PORQUÊ DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA?
Sistemas fotovoltaico => impulso crescente a partir de 1996 =>
programas de incentivo, em especial os programas alemão, espanhol e
japonês .
1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
Photon International
Produção mundial anual
de módulos fotovoltaicos
incluindo todas as tecnologias
e todos os fabricantes
B
Pro
du
çã
o M
un
dia
l (M
Wp
)
Ano
Panorama fotovoltaico mundial
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Custo da tecnologia fotovoltaica
No Brasil...
Predomínio dos sistemas isolados => Luz para Todos
Sistemas conectados à rede na maior parte são projetos de pesquisa instalados
em Campi universitários.
Ainda alto custo da tecnologia (2,5 €/Wp instalado) => paradigma de que essa
energia é viável apenas para aplicação em países desenvolvidos ou para aplicação em
áreas isoladas.
Panorama fotovoltaico mundial
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Nova Regulação da ANEEL
Sistema de Compensação de Energia
Alteração no Prodist – conexão de mini e microgeração
Desconto na TUSD e TUST
Alteração da Resolução Normativa nº 77/2004
Centrais geradoras FV com até 30 MW de potência injetada
Primeiros 10 anos = desconto de 80%
Depois = desconto de 50%.
Objetivo
Facilitar o acesso da geração distribuída com até 1MWp de fonte incentivada
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Mercado Residencial x Paridade Tarifária
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6 projetos no BIG/ANEEL = 1,09 MW (potência fiscalizada)
Conclusão de mais 2 projetos acima de 300 kW até o final de 2011
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Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
Iniciativa América do Sol
Website
www.americadosol.org
Apresentações em seminários
Materiais informativos
Incentivo a projetos no setor privado e
público
Disseminação de informação
CONHECIMENTO
Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
Megawatt Solar Eletrobras Eletrosul Potência :1MWp
Minas Solar 2014 Cemig Potência : 1,4 MWp
Pituaçu Solar Coelba Potência: 400kWp
Projeto Estádios Solares
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Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
Megawatt Solar Projeto piloto para o Projeto “Estádios Solares”
Implantação de uma planta de Geração Solar Fotovoltaica com potência
instalada de aproximadamente 1 MWp (1.038 kW)
Geração esp. 1,2 GWh por ano = consumo anual de 680 residências
Primeiro projeto conectado a rede de grande porte a ser implantado
em prédio público brasileiro
Ser o ponto de partida na difusão da instalação de
geradores solares fotovoltaicos integrados à arquitetura
da edificação
Desenvolver o mercado de energia solar no Brasil
focado em agregação de valor das empresas
compradoras da energia
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Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
Megawatt Solar
Venda de Energia para o Mercado Livre
Vantagens de desconto na TUSD
Mercado que pode usufruir melhor dos ganhos de
marketing da energia verde
Mix de energia – pacotes de 100 MWh/ano para cada
cliente
a fim de minimizar o impacto do alto valor da energia
Parceiros
• Instituto Ideal
• UFSC
• GTZ
• KfW
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Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
Mineirão Solar
Projeto de instalação de uma usina fotovoltaica no Estádio do Mineirão, em Belo Horizonte Cemig em parceria com o governo de Minas Gerais
Capacidade Instalada: 640 a 1.400 kWp
Redução de emissões de CO2 estimadas: 300 e 600 ton/CO2 por ano Planeja comercializar a energia gerada
Parceiros
• Instituto Ideal
• UFSC
• GTZ
• KfW
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Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
Pituaçu Solar
Projeto de instalação de uma usina fotovoltaica no Estádio de Pituaçu, em Salvador (BA) Coelba em parceria com o governo do Bahia
Capacidade Instalada: 400 kWp (tecnologia de filme fino) Planeja comercializar a maior parte da energia gerada
Parceiros
• Instituto Ideal
• UFSC
• GTZ
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Estudos de Viabilidade em execução
Projeto Estádios Solares
Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
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Estudos de Viabilidade em execução
Projeto Estádios Solares
Projetos e iniciativas do Brasil para a disseminação da energia solar FV
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Instituto IDEAL
R. Lauro Linhares, 2123 sala 503ª - Trindade
T +55 48 3234-1757
www.institutoideal.com.br
Obrigado pela atenção!
isalamoni@gmail.com
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