Da teoria à prática: a operação

real da fonte solar fotovoltaica

na matriz elétrica brasileira

Dr. Sinval Zaidan Gama

Diretor de Operação - ONS Rio de Janeiro, 12 de junho 2018

2

A Matriz de Energia Elétrica de 2017 e 2022

Tipo2017 2022 Crescimento 2017-2022

MW % MW % MW %

Hidráulica 105.406 67,8% 114.395 65,6% 8.989 8,5%Nuclear 1.990 1,3% 1.990 1,1% 0 0,0%

Gás / GNL 12.597 8,1% 15.641 9,0% 3.044 24,2%Carvão 3.138 2,0% 3.420 2,0% 282 9,0%

Óleo / Diesel 4.732 3,0% 5.018 2,9% 286 6,0%Biomassa 13.623 8,8% 13.829 7,9% 206 1,5%Outras (1) 779 0,5% 950 0,5% 171 22,0%

Eólica 12.309 7,9% 15.373 8,8% 3.064 24,9%Solar 952 0,6% 3.638 2,1% 2.686 282,1%Total 155.526 100,0% 174.254 100,0% 18.728 12,0%

(1) Usinas Biomassa com CVU

No que diz respeito às mudanças na matriz elétrica, são grandes os desafios do ONS em decorrência do aumento da

complexidade do SIN:

Sistema hidrotérmico com predominância da geração hidrelétrica (novas usinas hidrelétricas sem reservatórios

e perda de regularização);

Aumento da participação das fontes intermitentes (Eólica e Solar);

grandes troncos de HVDC; etc...

3

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

jan

/11

jun

/11

nov/

11

abr/

12

set/

12

fev/

13

jul/

13

dez/

13

mai

/14

ou

t/1

4

mar

/15

ago

/15

jan

/16

jun

/16

nov/

16

abr/

17

set/

17

fev/

18

jul/

18

dez/

18

mai

/19

ou

t/1

9

mar

/20

ago

/20

jan

/21

jun

/21

nov/

21

abr/

22

set/

22

Ca

pa

cid

ad

e I

nst

ala

da

Fo

tovo

lta

ica

(M

W)

SE/CO S NE

Região Nordeste = 70% da Capacidade Instalada Fotovoltaica

Evolução da Capacidade Instalada Fotovoltaica (MW)

Nordeste #UFVsPotênciaInstalada

(MW)

Existentes 32 822

Futuras 62 1.742

Total até 2022

94 2.564

Sul #UFVsPotênciaInstalada

(MW)

Existentes 2 4

Futuras - -

Total até 2022

2 4

Sudeste/Centro-Oeste

#UFVsPotênciaInstalada

(MW)

Existentes 13 324

Futuras 27 747

Total até 2022 40 1.070

SIN #UFVsPotênciaInstalada

(MW)

Existentes 47 1.150

Futuras 89 2.489

Total até 2022 136 3.639

Referência PMO maio/2018

Paraíba #UFVsCapacidade

Instalada (MW)

Existentes - -

Futuras 5 135

Total até 2022 5 135

*As UFVs do estado do Tocantins serão interligadas no subsistema Nordeste

Potência Total: 2.564 MW (94 UFVs)

Piauí #UFVsCapacidade

Instalada (MW)

Existentes 9 270

Futuras 14 420

Total até 2022 23 690

Ceará #UFVsCapacidade

Instalada (MW)

Existentes 1 1

Futuras 21 603

Total até 2022 22 604

Rio Grande do Norte

#UFVsCapacidade

Instalada (MW)

Existentes 5 117

Futuras - -

Total até 2022 5 117

Pernambuco #UFVsCapacidade

Instalada (MW)

Existentes 2 10

Futuras 9 244

Total até 2022 11 254

Bahia #UFVsCapacidade

Instalada (MW)

Existentes 15 424

Futuras 13 340

Total até 2022 28 764

4

Evolução da Geração Fotovoltaica –Nordeste (Até Abril/2018)

Subsistema Potência Instalada (MW) – (Potência instalada não inclui as usinas em teste)

Tipo I Tipo II-B Conjuntos Total ONS Tipo III Total

NE 0,00 30,00 699,40 729,40 146,39 875,79

5

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

p.u

. (M

Wm

ês/

MW

ano

)

UHE [ENA Bruta] EOL UFV

Complementaridade Anual das Diversas Fontes de Geração

Região Nordeste

Período Seco

6

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Gera

ção F

otov

oltaic

a Méd

ia Ho

rária

Hora

Carga Leve Carga MédiaCarga

PesadaCarga Média

Geração Fotovoltaica Verificada em 07/10/2017 - Nordeste

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Geração Eólica NE - 07/10/2017

Complementaridade Diária Região Nordeste – Fotovoltaica x Eólica

6.300 MW

3.300 MW

350 MW

7

Bacias Hidrográficas

Sistema de Transmissão e Bacias Hidrográficas do SIN

2200 km

1500 km

2400 kmMadeiraBelo Monte

(*) Fonte: EPE

Em condições hidroenergéticas desfavoráveis na bacia do Rio São Francisco que limitem sua defluência, aintermitência da geração eólica na região NE é absorvida pelo RNE e pelas usinas térmicas da região.

Bacia do rio São Francisco

concentra 97% da capacidade

de armazenamento e 92% da

potência instalada das usinas

hidrelétricas da região

Interligação com grande

capacidade de transferência

de energia com a região

SE/CO e N

RNE

8

2016 2017

Geração Eólica Verificada – Nordeste – 2016/2017/2018

% da

carga NE

2018

12% 21% 20% 25% 25% 31% 38% 39% 40% 37% 37% 32% 26% 23% 17% 26% 28% 39% 49% 49% 59% 51% 42% 35% 34% 23% 22% 30% 36%

22/mai

9

Atendimento Energético Região Nordeste - 01/03/2018

Necessidade de Geração Térmica adicional (GE) à Ordem de Mérito

10

Geração Solar Fotovoltaica e Eólica do SIN (23/02/2018)

24/02/2018 00:00:0023/02/2018 00:00:00 24,00 horas

-100

100

300

500

700

900

1100

1300

1500

1600

23/02/2018 11:06:19,19873

717,87

469,55Geração Solar do SIN (MW)Geração Eólica do SIN (MW)

• No dia 23/02/2018 a geração solar fotovoltaica foi superior a geração eólica do SIN no período entre 09:00 e 11:00;

• A máxima diferença instantânea foi de 249 MW e ocorreu às 11:06.

11

Faixa de potência reativa no ponto de conexão (Submódulo 3.6)

Nas condições em que os geradores não estejamproduzindo Potência Ativa, a central de geraçãoeólica ou fotovoltaica deverá ter recursos decontrole para disponibilizar ao SIN suacapacidade de geração/absorção de potênciareativa, observando o requisito mínimo depropiciar injeção/absorção nula no ponto deconexão

Operação do dia 27/12/2017 em que houve absorção de potência reativa no Conjunto Fotovoltaico Pirapora 2, no período noturno, para auxiliar o controle de tensão na

malha Norte de Minas Gerais.

Utilização como Recursos Adicional para Controle de

Tensão em Período Noturno (P= 0 MW)

23:00 19:00 7:00 3:00 1:00

138

140

141

142

143

144

145

147UFE_MG_GE_FOTOV_MW.v

-1,1676

MW

MGUFPI_138_LTMGPI2_1_MVAR.v

-0,1744

MVAR

MGUFPI_138_LTMGPI2_1_MW.v

-0,8912

MW

01/01/2018 00:00:0025/12/2017 00:00:00 7,00 dias

Plot-0

-70

-20

30

80

130

180

250Tensão (kV) SE 138 kV Pirapora 2

23:00 21:00 19:00 17:00 15:00 9:00 7:00 5:00 3:00 1:00

-70

-20

30

80

130

180

250UFE_MG_GE_FOTOV_MW.v

-1,1676

MW

MGUFPI_138_LTMGPI2_1_MVAR.v

-0,1744

MVAR

MGUFPI_138_LTMGPI2_1_MW.v

-0,8912

MW

01/01/2018 00:00:0025/12/2017 00:00:00 7,00 dias

Plot-0

-70

-20

30

80

130

180

250

Potência Ativa (MW)Potência Reativa (Mvar)

12

Geração Solar Fotovoltaica - Conclusões

• É uma fonte de geração, cuja disponibilidade de energia se verifica prioritariamente

nos períodos de maior demanda horária ao longo do dia;

• Na região Nordeste, possui forte complementariedade com a geração eólica, em base

diária;

• Em condições hidroenergéticas desfavoráveis na bacia do rio São Francisco, este

recurso de geração contribui para a redução da geração térmica fora da ordem de

mérito na região Nordeste, reduzindo o montante de Encargo de Serviço do Sistema –

ESS;

• Possibilidade de utilização como recurso adicional para controle de tensão (Serviço

Ancilar).

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Obrigado