Energia Solar Fotovoltaica

Uso de Sistemas Fotovoltaicos interligados à rede elétrica para diminuição do pico de demanda

Mestranda: Carolina da Silva JardimOrientador: Prof. Ricardo Rüther

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.

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

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

Instalações Fotovoltaicas Integradas às

Edificações e Interligadas à Rede Elétrica

Exemplos de painéis fotovoltaicos

Exemplos de painéis fotovoltaicos

Exemplos de painéis fotovoltaicos

Painéis solares integrados à fachada de um edifício, mostrando duas diferentes formas deaplicação. 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 fachadavertical 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 [PhototronicsSolartechnik GmbH].

Exemplos de painéis fotovoltaicos

Exemplos de painéis fotovoltaicossemitransparentes

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

Sistema Solar interligado à Rede ElétricaUFSC

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)

Objetivos deste trabalho

DADOS DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICAObtidos 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 únicoBanco de Dados

Dados Analisados

Das 56 regiões analisadas, 24 possuem pico de consumo diurno.

Dessas, foram analisadas detalhadamente 14 regiões

Foram calculados para essas regiões os FECC´s (Fator Efetivo de Capacidade de Carga) que traduz o quanto a geração solar pode contribuir na diminuição do pico de consumo.

Localização de Regiões com pico de consumo diurno

Consumo e Geração Solar

Nível de Penetração Fotovoltaica = 20%

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Diminuição do Pico de Carga

Geração Solar

Carga

Carga - Geração Solar

Carga que “SEGUE O SOL”TDE_07 06/03/02

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TDE_07 05/03/02

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TDE_07 04/03/02

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TDE_07 14/03/02

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Demanda

Geração Convencional

Geração PVELCC

Geração PV

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

FECC – Conceito e Metodologia de Cálculo

Valores de FECC para algumas regiões de Florianópolis

Alimentador FECC  

CQS_01 66.42CQS_10 79.88CQS_11 87.29CQS_12 62.41

TDE_07 87.28

A Energia Solar é Despachável?

   Se a geração solar PV tem a CAPACIDADE de reduzir o pico de demanda, será que ela GARANTE essa redução?

   Em outras palavras, a Energia Solar Fotovoltaica pode ser considerada uma fonte DESPACHÁVEL de energia ?

   Ou ainda: a energia gerada pela Planta PV estará disponível quando for necessária?

Alimentador CQS_TT1

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

103210421052106210721082109211021112

05/11/01 25/11/01 15/12/01 04/01/02 24/01/02 13/02/02 05/03/02 25/03/02 14/04/02

Alimentador CQS_11

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

364,17

369,17

374,17

379,17

384,17

389,17

394,17

28/02/02 05/03/02 10/03/02 15/03/02 20/03/02 25/03/02 30/03/02

TDE_07

363,26

368,26

373,26

378,26

383,26

388,26

393,26

09/01/01 28/02/01 19/04/01 08/06/01 28/07/01 16/09/01 05/11/01 25/12/01 13/02/02 04/04/02 24/05/02

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

Solar Load Controller (SLC)

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)

Custos proporcionais de instalações solares fotovoltaicas integradas à rede elétrica

CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO

REGIÃO DA TRINDADE – FLORIANÓPOLIS

ALIMENTADOR = TDE_07POTÊNCIA FV = 26,9 MWFECC = 87%

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

CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DE SISTEMA FOTOVOLTAICOREGIÃO DA TRINDADE – FLORIANÓPOLIS

ENERGIA GERADA !!!

Energia por kWp = 1,35 MWh/kW/anoGeração Anual (26,9 MWp) = 36,31 GWh/anoTarifa (Valor Normativo)= R$ 470,00 /MWhGeração (R$) ……………. = R$ 17,00 milhões/ano

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

Tempo de Retorno do Investimento

Para um custo Fotovoltaico de US$ 7,00/WattR$ 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/WattR$ 329,00 – R$ 188,00 = R$ 141,00 milhõesR$ 141,00 / R$ 17,00 / ano = 8,3 anos