Potencial da energia solar fotovoltaica no Brasil e ... · Potencial da energia solar fotovoltaica no Brasil e projetos vitrine Estadios Solares e Aeroportos Solares Prof. Ricardo

Potencial da energia solar fotovoltaica no Brasil e projetos vitrine Estadios Solares e Aeroportos SolaresProf. Ricardo Rüther

Universidade Federal de Santa Catarina ‐

UFSC

&

Instituto para o Desenvolvimento das Energias Alternativas na América Latina ‐

IDEAL

QUAL ACONFIABILIDADEDESTATECNOLOGIA?

Geração solar fotovoltaica = luz -> eletricidade



QUAL POTENCIAL DESTA TECNOLOGIA?

geração

fotovoltaica

x

hidrelétrica

•

Cobrindo

o

lago

de Itaipu

com gerador

solar fotovoltaico (com 8% de eficiência

global e

assumindo

a radiação

solar da

região

do lago)

1350 km1350 km22

de de mmóódulosdulos

fotovoltaicosfotovoltaicos

= = 108 108 GWpGWp

= = 183 183 TWhTWh

/ / anoano

> 50% > 50% dada

energiaenergia

eleléétricatrica

consumidaconsumida

no no BrasilBrasil

• Usina hidrelétrica de ITAIPU:

1350 km1350 km22

(Lago de Itaipu) = (Lago de Itaipu) = 14 GW 14 GW = = 80 a 90 TWh / ano 80 a 90 TWh / ano

< 25% da energia el< 25% da energia eléétrica consumida no Brasiltrica consumida no Brasil

Área da Ilha de Florianópolis = 424,4 km2

BRASIL

Goiás

DISTRITO FEDERAL

Fercal e Ciplan Cimento BR 020 antes de Formosa

Santa Maria e Cachoeira do Tororó Cruzamento DF 385 e DF100

DISTRITO FEDERAL

Casa Eficiente ELETROSUL

Foto: Roberto Zilles

Instituto de Eletrotécnica e Energia ‐

USP

Centro de Cultura e Eventos UFSC

Centro de Cultura e Eventos UFSC

Grupo Zeppini ‐

SP

Competitividade com a tarifa residencial

Modelo:

Gerador solar vende TUDO o que produz (recebendo a tarifa prêmio) e compra TUDO o que consome (pagando a tarifa de sua classe tarifária).

Evita‐se assim a competição e a oposição da concessionária.

Mercado fotovoltaico mundial

Vendas mundiais anuais de módulos fotovoltaicos

incluindo todas as tecnologias e todos os fabricantes

[Fontes: Photon

International, Navigant

Consulting]

Estimativa

(inclui estoque)

Mercado fotovoltaico mundial

198523 MWp

20086.000 MWp

Em 2008, ~ 5.400 MWp foram conectados à rede elétrica

no mundo!Em 2009, estimativa de >

8.000 MWpAlemanha, 2008

Total instalado no ano: 1650 MWp

Cap. instal. acum.: 5444 MWp

Geração anual: ~4300 GWh

Fonte: BSW, Set/2009

Alemanha, 2009 (estimativa)

Total instalado no ano: ~3,000 MWp

Cap. instal. acum.: ~8500 MWp

Geração anual: ~6500 GWh

[Fontes: Photon International, Navigant Consulting]

Mercado Fotovoltaico MundialPotencial de redução de custos ‐> Necessita de ESCALA!

Curva de aprendizado: redução de custo de 5% a 7% por ano

É

possível demonstrar que no futuro próximo, o preço da energia gerada por um sistema solar

fotovoltaico instalado

por um consumidor residencial sobre o seu telhado poderá

ser menor

do que o preço com impostos da energia convencional

fornecida pela concessionária de distribuição.

Argumenta‐se então que neste momento este consumidor tem o direito de optar pela alternativa de menor custo e que a

legislação brasileira tem o dever de facultar‐lhe esta opção.

O futuro da energia solar

enquanto este dia não chega

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC

INSTITUTO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS NA AMÉRICA LATINA - IDEAL

PROJETO ELETROSUL MEGAWATT SOLAR Geração Solar Fotovoltaica Integrada ao Edifício Sede da ELETROSUL em

Florianópolis - Brasil

PROPOSTA DE INTEGRAÇÃO SOLAR NA COBERTURA E ESTACIONAMENTOS PARA UM GERADOR DE 1MWp

ÁREA DISPONÍVEL NA COBERTURA = 6.000 m²

Estacionamento / Eletroposto ELETROSUL (2009)

Projeto Estádios Solares Opção sustentável para a Copa 2014 no Brasil

MINEIRÃO SOLAR – Gerador de

1,5 MWp na cobertura do Mineirão: Suficiente para suprir energia para mais de 1150 veículos elétricos (1.150.000 km/mês)

Projeto Estádios Solares

Estádio do Pituaçu, Salvador - BA. Projeto de 400kWp aprovado pela ANEEL para o programa de P&D da COELBA/NEOENERGIA



MARACANÃ SOLAR – Gerador de 3.3 MWp na cobertura do Maracanã Suficiente para suprir energia para mais de 2000 residências

Novo Aeroporto Internacional de FlorianópolisFonte: INFRAERO

Custo da obra do novoaeroporto R$ 276 milhões

Custo do gerador solar R$ 15 milhões = ~ 5 %do custo total da obra

Área da edificação:33.000 m²de áreaconstruída

Área do geradorsolar:14.000 m²de área de cobertura +brises

Projeto Aeroportos Solares

R$ 0,25 por passageiro solariza Florianópolis em 1 ano (P = 1,20 MWp)

Crescimento de5% ao ano

Projeto: Novo Aeroporto Internacional de FlorianópolisSource: INFRAERO

A justificativa: Emissão de CO2

Emissão de CO2 por passageiro em vôos FLN-BSB-FLN

0,68 ton

Valor no mercado internacional de carbono (por passageiro) €6,80 (@ € 10,00 / ton CO2 )

Por quanta emissão de CO2 o Prof. Ricardo Rüther é responsável para vir fazer esta apresentação em Brasília ?

Em torno de 95% das emissões de CO2 relacionadas a esta viagem a Brasília estão relacionadas ao transporte aéreo

O que fazer com esta realidade ?

Emissões da aviação ficaram fora de Kyoto até 2012

O que fazer com esta realidade ?

Encarar a realidade pode ser uma boa alternativa!

Sazonalidade do consumo Aeroporto Hercílio Luz - Florianópolis

Curva de carga diária Aeroporto Hercílio Luz - Florianópolis

Veículos elétricos poderão ser uma realidade na próxima década

160 kWh/1000 km (6,25 km/kWh) = 1.3 kWp/veículo/1000 km/mês em Belo Horizonte = 15m² no telhado = cobertura de garagem

Poder de compra do Estado: frotas de empresas públicas utilizando veículos elétricos

Uso diurno e estratégias de “smart discharging / charging”

Veículos elétricos: novas demandas por energia

43.800 km

Um automóvel tipo Flexfuel movido a álcool pode percorrer mais de 43 mil kilômetros por hectare de cana de açúcar plantado por ano !!!

1 HECTARE DE CANA DE AÇÚCAR/ANOx

1 HECTARE DE MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS/ANO

43.800 km

1.500.000 km

Automóvel Flexfuel

Movido a Álcool

Automóvel Elétrico

Movido a energia solar fotovoltaica



3.000.000 km



4.500.000 km



6.000.000 km



7.500.000 km





ASSUMINDO RENDIMENTO FOTOVOLTAICO DE 1500KWH/KWP/ANO E E-CAR 6,25KM/KWH 9.375.000 km

O automóvel elétrico movido a energia solar deu 234 voltas ao mundo!

O automóvel Flexfuel movido a álcool deu uma volta ao mundo

Este carro parou de andar a 9.331.200 km atrás

http://www.youtube.com/watch?v=0RzkaMYvGQ0 no tempo de 6:30 a 7:00

A novela das 7 da TV Globo em 16 de fevereiro de 2010

http://www.youtube.com/watch?v=0RzkaMYvGQ0

Potencial da energia solar fotovoltaica no Brasil e projetos vitrine Estadios Solares e Aeroportos SolaresProf. Ricardo Rüther

Universidade Federal de Santa Catarina ‐

UFSC

&

Instituto para o Desenvolvimento das Energias Alternativas na América Latina ‐

IDEAL

Demanda e temperatura

Análise comparativa entre Brasil e Alemanha

Tarifa média residencial para 1 kWh de eletricidade (15,1 cent/€)

Fonte: ABRADEE – Asssociacao Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica.

Tarifa média residencial para 1 kWh de eletricidade (18,6 cent/ €)

Fonte: Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety, 2005.

Brasil Alemanha

Tarifa residencial naAlemanha é 25% maiscara do que no Brasil

Radiação solar na região mais ensolarada da Alemanha é 40% menor do que na região menos ensolarada do Brasil

KWh/m2/ano

2226-23002153-22262080-21532117-20071934-20801861-19341788-18611715-17881642-1715

Análise comparativa entre Brasil e Alemanha

Geração de empregos

Fonte: BSW, Set/2009

PREMISSA: a geração PV deve ser comparada com TARIFA

CUSTO x PREÇO

A tarifa residencial com impostos é o preço da energia para o consumidor

(R$ 0,585 / kWh em BH)

Este preço tende a aumentar nas próximas décadas

O custo da geração solar fotovoltaica vem caindo rapidamente e sob certas condições poderia ser competitivo jáhoje!

Legislação atual não permite ao consumidor residencial instalar e operar um gerador solar fotovoltaico conectado na rede elétrica pública

4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0% 14,0% 15,0% 16,0%1000 0,14 0,16 0,17 0,19 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 0,361500 0,21 0,23 0,26 0,28 0,31 0,33 0,36 0,39 0,42 0,44 0,47 0,50 0,532000 0,28 0,31 0,34 0,37 0,41 0,44 0,48 0,52 0,55 0,59 0,63 0,67 0,712500 0,35 0,39 0,43 0,47 0,51 0,55 0,60 0,65 0,69 0,74 0,79 0,84 0,893000 0,42 0,47 0,51 0,56 0,61 0,67 0,72 0,78 0,83 0,89 0,95 1,01 1,073500 0,49 0,54 0,60 0,66 0,71 0,78 0,84 0,90 0,97 1,04 1,11 1,17 1,244000 0,56 0,62 0,68 0,75 0,82 0,89 0,96 1,03 1,11 1,19 1,26 1,34 1,424500 0,63 0,70 0,77 0,84 0,92 1,00 1,08 1,16 1,25 1,33 1,42 1,51 1,605000 0,70 0,78 0,85 0,94 1,02 1,11 1,20 1,29 1,39 1,48 1,58 1,68 1,78

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

Tarif

a Pr

êmio

(R$/

kWh)

Variação da tarifa-prêmio em função da variação da TIR (%), do preço do sistema (€/kWp), para 25 anos de pagamento de tarifa-prêmio, fixando Yield em 1500 kWh/kWp

PREMISSA: a geração PV deve ser comparada com TARIFA

Radiação solar

Tarifas de energia convencional e evolução do preço

Preço do kWp FV instalado

TIR

MAPAS DE PARIDADE TARIFÁRIA PARA O BRASIL

Nas áreashachuradasa energia solar tem o mesmo custoda energiaconvenciona l




TIR 6% => custo total (25 anos) = € 5,88 bilhões

0

1

2

3

4

5

6

7

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Bilh

ões

de E

uros

Ano

Custo Acumulado do Programa Fotovoltaico

0

50

100

150

200

250

300

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Milh

ões

de E

uros

Ano

Custo Anual do Programa Fotovoltaico

BRASIL PROGRAMA 100 MWp/ano 10 ANOS = 1000 MWp 25

€

Real 1 € 0,26 /kWh

€ 200 €

0,124.000,00

Percentual no Total do Consumo Residencial

1 º Ano1 º Ano

2007

5,0%

0,00 €

/kWh0,05

397,0

0,01

14,00%

€

200

kWh

kWh

4,00%

Redução da Tarifa Prêmio em função da redução do custo do sistema FV

Cus

to €

/

0,08937

€

1% 6%€ € 6%

kWp 1

4.500

100.000 unidades

32.202.023,20

39.702.023,20

0,95Euro

4.500

0,000447

72.062.231.000 150.000.000 kWh

/kWh

3,9%1.500 kWh/kWp 1,039

INVESTIMENTO Despesas (O&M) Receitas TMA VPLTIR

Montante em Tarifa Número de Sistemas

Impacto na Tarifa

Tarifa Prêmio

0,00000

0,00250

0,00500

0,00750

0,01000

0,01250

0,01500

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28

Cus

to (€

/kW

h)

Ano

kWh

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29Ano

Redução do Custo FV

-

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

Tarif

a Pr

êmio

(€)

Ano

0,50%

Tarifa Residencial - 0,157 €

14,00%

Produtividade

Tamanho do Sistema FV

Preço do Sistema FV /

kWp

Preço da Energia

-

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

%

Ano

Aumento Anual na

Cruzamento

Média

Geração FV

Custo Anual do Programa

Consumo residencial

fora baixa renda

Aumento do Consumo

Custo por

Anos de Pagamento da Tarifa Prêmio

TIR 10% => custo total (25 anos) = € 8,77 bilhões

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Milh

ões

de E

uros

Ano

Custo Anual do Programa Fotovoltaico

0123456789

10

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Bilh

ões

de E

uros

Ano

Custo Acumulado do Programa Fotovoltaico

BRASIL PROGRAMA 100 MWp/ano 10 ANOS = 1000 MWp 25

€

Real 1 € 0,36 /kWh

€ 200 €

0,124.000,00

Percentual no Total do Consumo Residencial

1 º Ano1 º Ano

2007

5,0%

0,00 €

/kWh0,05

540,8

0,01

14,00%

€

200

kWh

kWh

4,00%

Redução da Tarifa Prêmio em função da redução do custo do sistema FV

Cus

to €

/

0,12927

€

1% 10%€ € 10%

kWp 1

4.500

100.000 unidades

46.575.632,49

54.075.632,49

0,95Euro

4.500

0,000646

72.062.231.000 150.000.000 kWh

/kWh

3,9%1.500 kWh/kWp 1,039

INVESTIMENTO Despesas (O&M) Receitas TMA VPLTIR

Montante em Tarifa Número de Sistemas

Impacto na Tarifa

Tarifa Prêmio

0,00000

0,00250

0,00500

0,00750

0,01000

0,01250

0,01500

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28

Cus

to (€

/kW

h)

Ano

kWh

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29Ano

Redução do Custo FV

-

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

Tarif

a Pr

êmio

(€)

Ano

0,50%

Tarifa Residencial - 0,157 €

14,00%

Produtividade

Tamanho do Sistema FV

Preço do Sistema FV /

kWp

Preço da Energia

-

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

%

Ano

Aumento Anual na

Cruzamento

Média

Geração FV

Custo Anual do Programa

Consumo residencial

fora baixa renda

Aumento do Consumo

Custo por

Anos de Pagamento da Tarifa Prêmio

Demanda por energia elétrica bate recorde pelo 4º

dia seguido

Estadão .com.br ‐

04/02/2010

A carga de energia no Sistema Interligado Nacional (SIN) bateu novo recorde histórico nesta quinta‐feira, 4, atingido o pico de 70.654 MW às 14h49

[...]

De acordo com o ONS, o calor excessivo está

provocando até

mudanças na curva diária de consumo, criando dois "horários de pico": o momento logo após ao almoço, com alto consumo industrial e de aparelhos de ar

condicionado, e o tradicional horário de pico, no início da noite, quando cresce o consumo residencial.

No primeiro horário de pico, logo após o almoço é que os recordes tem sido batidos constantemente. [...]

Pico geração solar = Pico temperatura

TDE_07 04/03/02

3:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00

TDE_07 06/03/02

00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00

TDE_07 05/03/02

03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0

Pico geração solar = Pico temperatura

Fonte: RÜTHER, R.; KNOB, P.; JARDIM, C.S; REBECHI, S. H. Potential of building-integrated photovoltaic solar energy generators in assisting daytime peaking feeders in urban areas in Brazil, Energy Conversion and Management (Elsevier), Vol. 49, p. 1074-1079, 2008.

Valor Econômico, 05/02/2010

Documents

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