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Energias Alternativas e

Inclusão Social

Ecolatina 2006

Belo Horizonte

21 de setembro de 2006

Hamilton Moss, Ricardo Dutra e Patrícia Silvawww.cresesb.cepel.br

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Introdução

Energia e Inclusão Social – o desafio

Energia e os ExcluídosSustentabilidade Econômica e Ambiental

Alternativas Energéticas (Solar Fotovoltaica e Eólica)

Panorama das Opções TecnológicasSolar FotovoltaicaEnergia Eólica

Alguns Projetos

Exemplos de Projetos

Lições Aprendidas

Características de Projetos bem sucedidosDesenvolvimentos Futuros

Escola da comunidade de Baixão do Archanjo Município de Barra

Energia e Inclusão Social

Sistema Fotovoltaico N.S.P. Socorro - Manacapurú

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A Exclusão Urbana

Energia e IDH

Levantamentos do Banco Mundial mostram que há correlação entre o Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) e o consumo de energia

Fonte: World Bank, 2001

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Energia e IDH

Universalização: metas e desafios

5

Universalização: metas e desafios

Evolução da eletrificação dos domicílios brasileiros (1970 a 2000)

0

10

2 0

3 0

4 0

50

6 0

70

8 0

9 0

10 0

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 8 0 8 1 82 8 3 84 85 8 6 87 88 8 9 90 9 1 92 9 3 9 4 9 5 9 6 9 7 9 8 99 0

Urbana Rural Total

Fonte: Relatório CEPEL-DTE 211035/2003 - giannini@cepel.br

Universalização: metas e desafios

“Considerando nossa “Considerando nossa dimensão territorial dimensão territorial e a dispersão geográfica da população e a dispersão geográfica da população ruralrural, não , não se pode deixar de considerar os se pode deixar de considerar os limites para a expansão da rede elétrica, limites para a expansão da rede elétrica, particularmente em particularmente em regiões de florestasregiões de florestas,,fazendo com que a fazendo com que a adoção de soluções de adoção de soluções de atendimento descentralizadoatendimento descentralizado seja seja imperativa para se atingir o objetivo de imperativa para se atingir o objetivo de universalização do serviço público de universalização do serviço público de eletricidade.”eletricidade.”

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Uso da Energia: Tendência

FONTE: Informativo da Eletronuclear FONTE: Informativo da Eletronuclear -- agosto 2001agosto 2001

Tecnologias em Foco(energia renovável complementar)

Solar Solar FotovoltaicaFotovoltaica

Solar Solar TérmicaTérmica

EólicaEólica

BiomassaBiomassa

Pequenas Pequenas CentraisCentraisHidroelétricasHidroelétricas

OutrasOutras: : GeotérmicasGeotérmicas, , MarésMarés, , CélulasCélulas CombustíveisCombustíveis etc.etc.

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O Sol envia para a O Sol envia para a Terra energia Terra energia

equivalente a cerca equivalente a cerca de 10.000 vezes o de 10.000 vezes o consumo mundial consumo mundial de energia brutade energia bruta

O Sol, Fonte Inesgotável

EnergiaEnergia RenovávelRenovável x x EnergiaEnergia FóssilFóssil: : diferençadiferençaentreentre ““sempresempre” e “” e “nuncanunca maismais””

FonteFonte: : FolhetoFolheto dada CEMIGCEMIG

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Maturidade e Custos das Tecnologias

Em comparação de custos deve-se levarem conta o da rede de distribuição

TECNOLOGIA

POT

EN

CI A

L(G

W)

TA

MA

NH

OT

ÍPIC

O(K

W)

APL

ICA

ÇÃ

O

MA

TU

RID

AD

ED

AT

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NO

LOG

IA

VIA

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DE

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ICA

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(US$

/KW

)

CU

STO

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M(U

S$/M

Wh)

CU

STO

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S$/M

Wh)

CU

STO

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O(U

S$/M

Wh)

EFI

CIÊ

NC

IA

DEMONSTRADA(GRID)

MÉDIA(GRID)

SOLARFOTOVOLTAICA -

0.05A

10.000

- INTERMITENTE- GRID EOFF-GRID COMERCIAL

(OFF-GRID)

ALTA(OFF-GRID)

4.000a

9.000

4a

20 0.

250a

500

10a18

TORRECENTRAL

-30.000

A200.000

- BASE- GRID PRÉ COMERCIAL

ALTA

1.000a

4.800

4a

23 0.

100a

250

15a30

CILINDROS - 50.000- BASE- GRID COMERCIAL ALTA

2.600a

5.000

4a

23 0.

130a

250

15a30

HE

LIO

TÉ

RM

ICA

DISCOS -20a

50

- BASE-GRID EOFF-GRID DEMONSTRADA MÉDIA

800a

5.100

15a

23 0.

100a

250

15a30

EÓLICA 30 300 a 2000

-INTERMITENTE-GRID EOFF-GRID COMERCIAL ALTA

700a

1.200

4a

12 0.

35a

120

25a45

BIOMASSA 27.7

10a

50.000

-BASE-GRID EOFF-GRID COMERCIAL ALTA

500a

2.500

6a

12

20a

100

38a78

25a35

PCH’s

50A

1.000

-VARIÁVEL-GRID EOFF-GRID COMERCIAL ALTA

1.000a

3.000

6a

15 0.

35a

102

60a85

Atlas Solarimétrico do Brasil

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Sistema FotovoltaicoSistema Fotovoltaicode Geração de Energia Elétricade Geração de Energia Elétrica

Participação de Cada Componente no Custo de SF

Componente Custo Inicial Custo Anualizado Regulador 20% 23%

Reator e Lâmpadas 9% 23% Bateria 13% 23%

Instalação ou O&M 4% 3% Módulo 54% 28%

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Evolução das Células

Vantagens do Uso de SistemasFotovoltaicos Autônomos

• Tem característica modular, facilitando melhorias conformeas necessidades

• Segurança dos componentes

• Baixos custos de manutenção

• Possibilidade de Pré-eletrificação

• Atendimento de “consumidores satélite

• Melhor solução para pequenos consumos

• Recurso solar abundante no Brasil

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Limitações

• Energia disponível é limitada, exigindo controle do consumo

• Investimento inicial alto

• Troca de bateria a cada 2 a 6 anos

• Necessidade de importação de equipamentos

A cadeia de produção fotovoltaica(situação do Brasil)

•• EngenhariaEngenharia de de ProjetosProjetos•• InstalaçãoInstalação, , ExploraçãoExploração e e ManutençãoManutenção•• ConcepçãoConcepção de de sistemassistemas e e componentescomponentes•• FabricaçãoFabricação de de módulosmódulos•• FabricaçãoFabricação de de célulascélulas

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Igreja, escola e posto de saúdeda comunidade de Água Fria

Município de São Fidélis Sistema energético da comunidadede Água Fria - Município de São

Fidélis

Instalações FotovoltaicasRio de Janeiro

Alunos na escola da comunidadede Córrego Grande

Município de Santo Antônio de Leverger

Sistema energético da escola e do posto

de saúde da comunidade de Córrego Grande Município de

Santo Antônio de Leverger

Instalações FotovoltaicasMato Grosso

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Crianças assistindo à TV pelaprimeira

vez na comunidade de Boa SorteMunicípio de Dianópolis

Sistema de bombeamento dacomunidade de Boa SorteMunicípio de Dianópolis

Instalações FotovoltaicasTocantins

Sistema Fovovoltaicode bombeamento emaçude na fazenda Rio do Peixe, Município de Capim Grosso, BAHIA

Sistema de BombeamentoFotovoltaico

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Abastecimento comunitáriode água da comunidade de

Amapá GrandeMunicípio de Amapá - AMAPÁ

Sistema energético no posto de saúde e bombeamento dacomunidade de Lago Novo

Município de Tartarugalzinho -AMAPÁ

Sistema de BombeamentoFotovoltaico

Arquipélago de São Pedro e São Paulo

Estação Científica Arquipélago São Pedro e São Paulo

• painel fotovoltaico de 3.6kWp

• dessalinizacão de água

• em operacão desde jun/98

• projeto do CEPEL para a CIRMVista aérea da Estação Científica

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Diagrama Típico de umSistema Eólico Isolado

Catavento –Bombeamento d’água

• Residências• Fazendas• Aplicações Remotas

Aplicações da Energia Eólica

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Pequeno Porte(≤10 kW)

• Residências• Fazendas• Aplicações Remotas

Intermediário(10-250 kW)

• Sistemas Híbridos• Geração

Distribuída

Grande Porte (250 kW - 2+MW)• Fazendas Eólicas• Geração Distribuída

Aplicações da Energia Eólica

• Possibilidade de Pré-eletrificação

• Atendimento de “consumidores satélite

• Custo de equipamentos mais baixo que o fotovoltaico

• É uma solução para pequenos consumos nos locais com bons ventos

• Não há necessidade de importação de equipamentos

Vantagens das TurbinasEólicas de Pequeno Porte

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• Energia disponível é limitada, exigindo controle do consumo

• Troca de bateria

• Como possui peças móveis, necessita lubrificaçãoregular e substituição periódica de componentes

• Se o vento não for regular não poderá sozinhoatender às necessidades de eletricidade

Limitações das TurbinasEólicas de Pequeno Porte

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A cadeia de produção de aerogeradores de pequenoporte (situação do Brasil)

•• EngenhariaEngenharia de de ProjetosProjetos•• InstalaçãoInstalação, , ExploraçãoExploração e e ManutençãoManutenção•• ConcepçãoConcepção de de sistemassistemas e e componentescomponentes•• FabricaçãoFabricação de aerogeradoresde aerogeradores

Instalações FotovoltaicasProjeto Ribeirinhas – Amazonas(Parceria Eletrobrás)

Transporte dos equipamentosfotovoltaicos

Sistema solar fotovoltaicoinstalado em N.S.P. Socorro –

Manacapurú

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- Eólica: não aplicável no Amazonas (ventos: Vmédio < 3,5m/s, ver Atlas Eólico). Requerido: > 6,5 – 7,0m/s

- Hidrocinética: rios têm baixa velocidade (V = 0,4m/s -0,7m/s). Requerido: > 1,5 -1,8m/s

- MCH’s: difícil coincidir existência de quedas d’água (raras) com presença local de comunidade não atendida por rede

- Óleos vegetais: depende de viabilidade técnica de produção e valor de mercado; exige forte suporte técnico na operação do sistema;

- Biomassa sólida (gaseificação de madeira): custo e complexidade elevados e possibilidade de impacto ambiental;

- Fotovoltaicos (PV): solução mais simples. Atentar para: preço elevado; condições de contorno para justificar seuemprego em substituição ao diesel ou diesel + baterias.

Dificuldades Gerais para Uso de Fontes Renováveis na Região Norte

Armazenamento

Carga

Unidade de Controle e Condicionamento de Potência

Sistemas HíbridosSistemas Híbridos

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Sistema Híbrido de Joanes

Ilha de Ilha de MarajóMarajó (PA), Município de (PA), Município de SalvaterraSalvaterra; Fotovoltaico/Eólico; Fotovoltaico/Eólico

•• Convênio CEPEL/CELPA e o Convênio CEPEL/CELPA e o NationalNational RenewableRenewable LaboratoryLaboratory

•• 10kWp FV; 40kW eólico10kWp FV; 40kW eólico

•• Operando desde maio/98Operando desde maio/98

Vila de Campinas; margem do Vila de Campinas; margem do Rio Solimões; 120km ManausRio Solimões; 120km Manaus

•• Convênio CEPEL/CEAM e Convênio CEPEL/CEAM e NationalNational RenewableRenewable LaboratoryLaboratory

Fotovoltaico/DieselFotovoltaico/Diesel

•• 50kWp FV 50kWp FV

•• Em operação desdeEm operação desde

maio/97maio/97

Sistema Híbrido de Campinas - AM

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ILHA DE TRINDADE

ESTRATÉGIAS DE GERAÇÃO ESTUDADAS

DIESEL + EÓLICA

DIESEL + EÓLICA + PV

DIESEL + PV

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LOCALIZAÇÃO DA GERAÇÃO

UsinaLocal PV Refeitório

Enfermaria e

Frigorífica

Alojamento

SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

AviárioPaiol

Rádio

GMG Emerg.

Museu

Casa chefia

Refeitório

Alojamento

FrigoríficaEstação Met.

Horta

Paiol Óleo

P1

P2

Enfermaria

QuadraMusculaçãoPraça?

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Algumas lições aprendidas

• Envolvimento da comunidade

• Projetos de energia integrados com outros de desenvolvimento social

• Gestão descentralizada

• A eletrificação não é uma panacéia universal

• Interesse e confiança na tecnologia por parte dos diferentes atores

Desafios

• Aperfeiçoar métodos de gestão de geração descentralizada

• Identificar nichos de aplicação de cada tecnologia

• Estimular a Pesquisa e Desenvolvimento

• Promover a capacitação técnica de novos atores

• Desenvolver uma política industrial para a produção de equipamentos (fotovoltaico)

• Baratear tecnlogias

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Energia e Inclusão Social

Energia é responsabilidade social

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“Ás vezes ser moderno é olhar paratrás”

Gilberto Gil

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