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Uso da tecnologia fotovoltaica no Brasil

Prof. Ricardo Rüther

Universidade Federal de Santa Catarina

&Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas da América Latina

QUAL ACONFIABILIDADEDESTATECNOLOGIA?

Geração solar fotovoltaica = luz -> eletricidade

QUAL ACONFIABILIDADEDESTATECNOLOGIA?

Configurações Básicas

� Sistemas autônomos

a) Sistemas isolados, semacesso à rede elétrica

� Sistemas interligados

b) Sistemas dispersos, integrados a edificaçõesurbanas (geração juntoao ponto de consumo) impacto visual ?

c) Planta centralizada(grande agrupamentode painéis solares)

Sistemas Autônomos

Planta Centralizada

QUAL POTENCIAL DESTA TECNOLOGIA? geração fotovoltaica x hidrelétrica

� Usina hidrelétrica de ITAIPU: 1350 km2 (Lago de Itaipu) = 14 GW = 80 a 90 TWh / ano =

< 25% da energia elétrica consumida no Brasil

� Cobrindo o lago de Itaipu com gerador fotovoltaico:(com 8% de eficiência global e assumindo a radiação solar da região do lago)

1350 km2 de módulos fotovoltaicos = 108 GWp = 183 TWh / ano = > 50% da energia elétrica consumida no Brasil

Área da Ilha de Florianópolis = 424,4 km2

� Área inundada por todas as hidrelétricas do Brasil somadas: 36.000 km2 = < 80 GW = < 350 TWh / anoCom solar nesta mesma área = > 2.000 GWp = > 2.800 TWh / ano

Mais do que toda a geração hidrelétrica mundial somada (Brasil = 11.5% da geração hidrelétrica mundial)

Edifícios Solares: Sistemas solares fotovoltaicos

integrados a edificações urbanas e conectados à rede elétrica pública

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 oposiçãoda concessionária

Co-operative Insurance TowerManchester, InglaterraInjeta energia na rede desde 2005 (180 MWh/ano)

Casa Eficiente ELETROSUL (2 kWp) Modelo de edificação

residencial eficienteFlorianópolis, 2006

Primeiro gerador solarfotovoltaico integradoa uma edificação urbanano Brasil - UFSC (2kWp)Florianópolis, operação ininterruptadesde 1997

Gerador solar fotovoltaico integrado ao IEE / USP (12 kWp)Operando continuamente desde 2001

Colégio de Aplicação – UFSC (2 kWp)Florianópolis, 2009

Estacionamento / bicicletário ELETROSUL (12 kWp)Florianópolis, 2009

Centro de Cultura e Eventos UFSC (10kWp)Florianópolis 2004

Sistema Fotovoltaico Integrado ao Centro de Eventos da UFSC

Projeto MOBILECMotocicleta elétrica tipo scooter

com baterias alimentadas porenergia solarCobertura de abrigo para a MOBILEC é também o gerador

43.800 km

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

1 1 1 1 hectare de canahectare de canahectare de canahectare de cana----dededede----açúcar / anoaçúcar / anoaçúcar / anoaçúcar / anoxxxx1 1 1 1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / anohectare de módulos solares fotovoltaicos / anohectare de módulos solares fotovoltaicos / anohectare 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


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


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1992 1996 2000 2004 2008

produçãoaualtotal [MWp]

O Mercado Fotovoltaico Mundial

Produção mundial de módulos fotovoltaicos, incluindo todas as tecnologias e todos fabricantes


21.8%

28.7%

23.8%

25.7%

Telecom e Mini-Redes Sistemas Isolados Artigos de Consumo Sist. Conectados à Rede

Distribuição do mercado fotovoltaico mundial

1985 - Total < 20 MWp

Em 2008, ~ 5.400 MWpforam conectados à redeelétrica no mundo !

Somente na Alemanha,1.500 MWp (2008)1.200 MWp (2007)

860 MWp (2006)foram conectados à rede

90%

1% 6%3%

Telecom e Mini-Redes Sistemas Isolados Artigos de Consumo Sist. Conectados à Rede

2008 - Total 6.000 MWp

Potencial de redução de custos -> Necessita de ESCALA!

Curva de aprendizado: redução de custo de 5%/ano


Por que sistemas fotovoltaicos integradosa edificações urbanas?

� Cenário atual:� Usinas centralizadas

� Complexos sistemas de T&D

� Consumo tem caráter distribuído

� Vantagens da integração ao ambiente construído:� Não requer área extra

� Instalação no meio urbano, gera energia junto ao ponto de consumo

� Elimina perdas por T&D� Não requer infra-estrutura adicional

� Painéis podem atuar como telhado/fachada

� Questões estéticas, ecológicas, inovação

� 40% do consumo: edificações

� Ar-condicionado em edifícios comerciais e públicos: 50 a 70% consumo no verão

� No Brasil ~ 80% da população vive em ambiente urbano

� Painéis solares X Ambiente externo:� garantia de 20 - 25 anos� design compatível com a construção civil

� modularidade / adições de capacidade

Por que sistemas fotovoltaicos integrados a edificações urbanas?

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

Análise comparativa entre Brasil e Alemanha

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

MAPAS DE PARIDADE TARIFÁRIA PARA O BRASIL

Nas áreashachuradasa energia solar tem o mesmo custoda energiaconvencional

ANO 2015TIR 6%Acrésc. tarifa 2% a.a.

Nas áreashachuradasa energia solar tem o mesmo custoda energiaconvencional

ANO 2020TIR 6%Acrésc. Tarifa 4% a.a.

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.

Geração convencional = custos crescentes

Geração solar fotovoltaica = custos decrescentes

PARIDADE TARIFÁRIANecessita de amparo legal e regulamentação16 PL tramitando na Câmara dos Deputados

-> criação de uma Comissão Especial

em resumo...

enquanto este dia não chega...

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC

INSTITUTO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS DA AMERICA LATINA - IDEAL

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

ELETROSUL em Florianópolis

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

ÁREA DISPONÍVEL NA COBERTURA = 6.000 m²

PROPOSTA DE COBERTURA PARA ÁREAS DE ESTACIONAMENTO

ÁREA DE CADA COBERTURA ~ 250 m² x 12 coberturas = 3.000 m²

INTEGRAÇÃO DE MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS À EDIFICAÇÃO DO AEROPORTO

HERCÍLIO LUZ



Sazonalidade do consumoAeroporto Hercílio Luz - Florianópolis

Curva de carga diáriaAeroporto Hercílio Luz - Florianópolis

Influência da Temperatura

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

Projeto: Novo Aeroporto Internacional de FlorianópolisFonte: INFRAERO

A justificativa: Emissão de CO2

� Emissão de CO2 por passageiro em vôos FLN-CGH-FLN:0,36 ton

� Valor no mercado internacional de carbono (por passageiro) € 5,30 (@ € 14,76 / ton CO2 )

Por quanta emissão de CO2 Ricardo Rüther é individualmente responsável ao vir a São Paulo dar esta palestra?

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!

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

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

Projeto ESTÁDIOS SOLARES

ELETRICIDADE SOLAR

O potencial da geração solar fotovoltaica integrada a edificações

e conectada à rede elétrica no Brasil



Influência da Temperatura

Uso da tecnologia fotovoltaica no Brasil

Prof. Ricardo Rüther

Universidade Federal de Santa Catarina

&Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas da América Latina

Mercado fotovoltaico mundial – conectados à rede

REN21, 2009

Sistemas BIPV interligados à rede no Brasil

Sistemas Instalados Potência Ano

1 CHESF 11,0 kWp 1995

2 Labsolar-UFSC 2,1 kWp 1997

3 LSF-IEE/USP 0,8 kWp 1998

4 UFRJ/COPPE 0,9 kWp 1999

5 Centro Convivência UFSC 1,1 kWp 2000

6 Grupo FAE, UFPE (F. Noronha) 2,5 kWp 2000


8 CEPEL 16,3 kWp 2002

9 H R (RS) 3,3 kWp 2002

10 Grupo FAE, UFPE (F. Noronha) 2,5 kWp 2002

11 CELESC (3 x 1,4 kWp) 4,2 kWp 2003




13 Centro de Cultura e Eventos UFSC 10,9 kWp 2004


15 UFRGS 4,8 kWp 2004

16 CEMIG 3,2 kWp 2004

17 Escola Técnica de Pelotas 0,9 kWp 2004

18 Grupo FAE – UFPE 1,7 kWp 2005

19 C Harmonia (SP) 1,0 kWp 2005

20 Casa Eficiente ELETROSUL 2,3 kWp 2006

21 CEMIG (3 x 3 kWp) 9,0 kWp 2006

22 UFJF 30,0 kWp 2006

23 GREENPEACE (SP) 2,9 kWp 2007

24 Grupo FAE-UFPE N.D. 2007



25 CEFET MG 3,2 kWp 2007

26 Lh2 Projeto CPFL 7,5 kWp 2007

27 Residência Particular, Recife 1,0 kWp 2007

28 Residência Particular, São Paulo 2,9 kWp 2008

29 Solaris, Leme - SP 1,0 kWp 2008

30 Zepini, Motor Z 2,5 kWp 2008

31 Zepini, Fundição Estrela 14,7 kWp 2008

32 ELETROSUL 12,0 kWp 2009

33 Hospital Universitário UFSC 2,0 kWp 2009

34 Colégio Aplicação UFSC 2,0 kWp 2009

35 Aeroporto Hercílio Luz 2,1 kWp 2009

TOTAL : 237,6 kWp

Fortaleza de Santo Antônio de Ratones

� Sistema fotovoltaico autônomo – 4,7 kWp– 76 módulos p-Si

(56 x 56 Wp, 20 x 77 Wp), banco de baterias, inversor

� Sistema fotovoltaico de bombeamento d’água– 0,2 kWp– 4 módulos a-Si, sem baterias nem inversor

� Início da operação: Abr 2000

� Consumo de diesel anterior: 1200 L/mês

Vila de Araras – Rondônia

� Sistema híbrido fotovoltaico /diesel em mini-rede

� Potência: 20,5 kWp

� 320 módulos a-Si,inversores


� Previsão de substituição dos inversores: 2009

Veículo elétrico da UFSC assistido por energia solar

� Potência instalada: 0,2 kWp

� 3 módulos a-Si acoplados à cobertura do veículo


CELESC: Florianópolis, Lages e Tubarão

� Sistemas fotovoltaicos interligadosà rede elétrica pública

� Potência: 1,4 kWp (cada)

� 11 módulos a-Si flexíveis (cada)

� Início da operação: - Florianópolis: Dez 2003- Lages e Tubarão: Jan 2004

Petrobrás: Mossoró – RN

� Sistema de bombeamento de petróleo assistido por energia solar fotovoltaica


� 12 módulos a-Si

� Início da operação: Out 2004

CEMIG: Belo Horizonte

� Sistema interligado à rede elétrica pública


� 45 módulos c-Si, inversores

� Início da operação: Mar 2005

Ilha do Arvoredo

� Sistema fotovoltaico autônomo

� Potência instalada: 13,2 kWp

� 176 módulos c-Si,banco de baterias einversores


Centro de Cultura e Eventos - UFSC

Posto para veículos elétricos:

� Sistema fotovoltaico autônomo


� Seis módulos a-Si flexíveis, banco de baterias

� Início da operação: Dez 2005

Grupo Zeppini – São Bernardo do Campo

Motor Z:

� Sistema BIPV interligado à rede


� 18 módulos a-Si flexíveis, 2 inversores, SAAD

� Início da operação: Jun 2008

www.sunnyportal.com/Templates/PublicPagesPlantList.aspx

Grupo Zeppini – São Bernardo do Campo

Fundição Estrela:


� Potência: 15 kWp

� 117 módulos a-Si flexíveis(99 x 136Wp, 18 x 68Wp), 3 inversores, SAAD


Eletrosul Megawatt Solar – Fase 1


Em operação (P2):


� Potência: 12 kWp

� 88 módulos a-Si flexíveis, 3 inversores, SAAD

� Início da operação: Fev 2009


A instalar:

Cobertura

P1 e P3

G1 a G6

Tractebel

Aeroporto Hercílio Luz:



� 16 módulos µ-Si, inversor, SAAD


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