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MINI USINAS DA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA DE ELETRICIDADE SOLAR OU BIOGAS O PRODUTOR RURAL COMO INTEGRADOR
COSOLCsaba Sulyok
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1. Introdução
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● Geração distribuída● Incentivos e desafios● Legislação ANEEL● Benefícios econômicos● Plataforma de gestão
RESUMO
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FV complementa Hidroelétricas
As mudanças climáticas deixam os reservatórios mais secos,
mas aumentam a irradiação solar
● Custo competitivo
● Armazenamento possível pelas hidrelétricas
● Uso compartilhado das subestações elétricas
● Baixo impacto ambiental
● Redução da transmissão
INTRODUÇÃO
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Micro solar no telhado
Mini solar condomínio
Mega solar centralizada
2 - 20 kWp 500 kWp - 5 MW 30 MW - 1000 MW
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Quais são as vantagens econômicas, técnicas ou ambientais?
Microgeração (Telhado)
2 - 20 kWp
Consumo local
R$ 7 / Wp
Financiado diretamente
pelo consumidor via
crédito
Usina Centralizada
30 - 300 MWp
Transmissão
R$ 3,3 / Wp
Financiado com base
de PPA do governo,
via leilão de energia
Minigeração (usina GD)
0,5 - 5 MWp
Perto da carga
R$ 4 / Wp
Financiado pelo
usineiro por PPA com um
grupo de consumidores
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Os benefícios econômicos, ambientais e sociais da
geração distribuída solar compartilhada
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Objetivos específicos
Apresentação das tecnologias fotovoltaicas
Cadeia de suprimento industrial fotovoltaica
Avaliando a indústria global de componentes fotovoltaicos
Inovações tecnológicas emergentes na indústria solar
Mapeando o recurso solar para geração de energia fotovoltaica
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Divisão por Tecnologia das Usinas Fotovoltaicas do Mundo
A tecnologia FV baseada em Si-wafer foi responsável por cerca de 95% do produção total em 2017 Fo
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42%Taxa do Crescimento Anual Composto
de instalações fotovoltaicas globais (2010 - 2017)
Fonte: IEA, 2019
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Objetivos específicos II
Revisão da legislação da geração distribuída de energia
Análise de investimento de capital e custos operacionais
Como maximizar a eficiência econômica da energia solar
Tendências de inovação na geração distribuída
Modelo de um mercado virtual solar comunitário
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100 GWCapacidade fotovoltaica instalada em 2018
= 10 x Belo Monte
Fonte: Wood Mackenzie, 2019
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O que é aGeração Distribuída?
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Agro-voltaico
Autoconsumo incl. armazenamento
Geração remota para PMEs e residências locais
Injeção para transmissão para geração distribuída
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Energia& Informação
Mudança do modelo centralizado
para o modelo distribuída.
Tanto no matriz da geração de
energia quanto na arquitetura de
dados.
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A cometa da tecnologia FV
Bernstein Research comparou o
custo em milhões de unidades
térmicas britânicas (mmbtu) de
vários combustíveis fósseis
líquidos com o custo da energia
solar.
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R$1 / WdcPreços globais misturados de módulos fotovoltaicos
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Participação do mercado dos fabricantes dos módulos FV por país
Fonte: Earth Policy Institute, 2014
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2. Revisão da literatura
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Revisão da literatura científica
Tecnologia fotovoltaica
Políticas relacionadas à energia fotovoltaica (FV)
Modelos econômicos que demonstram as tendências
Tecnologias emergentes como blockchain e drone
Benefícios e desafios do modelo solar comunitário
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Gráfico mostrando o custo dos painéis solares em comparação com a capacidade instalada global de energia solar. Fonte: Earth Policy Institute/Bloomberg
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PREÇOS DE SISTEMAS FV EM 2017
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50%Custo de geração, Emissões CO
2, Uso de agua
Fonte: Estudo Grupo Brattle
1000 micro FV x 3 kW (telhado) vs Mini Usina FV de 3 MW (fazenda solar)
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COMPOSIÇÃO DO CUSTO TOTAL DA INSTALAÇÃO DE UMSISTEMA FV
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Mapa de radiação e implantação FV
Semiárido Nordestino com maior potencial
Instalações concentradas na região sul: SP, RJ, MG
Usinas centralizadas implantadas no Nordeste
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3. Metodologia
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Métodos
Fatores da eficiência econômica FV
Efeitos de economia de escala
Impacto da radiação solar e mapas
Comparação tecnológico FV
Impacto da temperatura e tracker
Estrutura das cidades e seus impactos
Avaliação dos impactos ambientais da
geração FV
Proposta de modelo que oferece o
melhor custo benefício e menor
impacto ambiental relativo
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Metodologia de pesquisa econômica
Custo de energia nivelado (LCOE)
Operação e manutenção (O&M)
Auto consumo local vs geração remota
Custos do módulo FV
Custos do balanço do sistema (BoS)
Custos de engenharia, aquisição e construção (EPC)
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Metodologia de pesquisa fotovoltaica
Valores de radiação solar horizontal global
Topografia
Infraestrutura da rede elétrica
Facilidade de acesso a uma subestação
Acesso a recurso hídrico para operação e manutenção
Acesso rodoviário para logística de suprimentos
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Metodologia de pesquisa em inovação
Ruptura do modelo de negócios
Desenvolvimentos tecnológicos
Melhorias estruturais
Blockchain
IoT de energia
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4. Resultados
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Economia Fotovoltaica
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Estrutura das cidades
Cidades horizontais Cidades verticais
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Comparação de telhado 3kW vs usina 1MW
EscalaRadiação solar
kWh/m²/yr.Tracker
Custo /kWp
Tamanho sistema
(Invest./Custo)
Geração /kWp/yr.
Produção do Sistema
Telhado1800
SalvadorSem R$6000 3,75 kWp 1428 kWh 5 355 kwh
Usina2200
Bom Jesus LapaCom tracker R$4000 5,00 kWp 2014 kWh 10 069 kWh
Diferença 22% 25% 33% 33% 42% 88%
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Rooftop micro PV
Community distributed mini PV
Utility centralized PV
Tamanho 2 -100 kWp 500 kWp - 5 MWp 30 - 3000 MW
Impacto ambiental Baixo Médio Alto
Custo das externalidades R$0,01 /kWh R$0,02 /kWh R$0,04 /kWh
Distância da carga Localmente Perto da carga Grande distância
Necessidade de transmissão 0 - 10 km 30 - 300 km 500 - 3000 km
Radiação solar (kWh /m2 /yr) 1600 1900 2100
Operação & Manutenção R$0,06 /kWh R$0,04 /kWh R$0,03 /kWh
Economia da escala R$7,5 / kWp R$4,2 /kWp R$3,6 /kWp
Custo da geração R$0,48 /kWh R$0,27 /kWh R$0,25 /kWh
Custo da transmissão R$0,01 /kWh R$0,02 /kWh R$0,05 /kWh
Custo nivelado total R$0,56 /kWh R$0,35 /kWh R$0,37 /kWh
Comparação Económica porModelo de Instalação FV
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Fonte: PVWatts, NREL, 2018
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Política Energética
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ANEEL
Sistema de compensação
Isenção da TUSD
● REN 482 de 2012: Net metering, créditos até 5 anos
● REN 687 de 2016: GD remota e compartilhada
● CONFAZ 16: isenção do ICMS
● Revisão da regras em 2021
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Modalidades da geração distribuída
Geração na unidade consumidora
Geração remota
Geração compartilhada
Condomínios
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Total de usinas GD: 78.798
Total de UCs que recebem os créditos: 109.284
Potência total: 950.083 kW
ICMS
Fonte: Aneel, 31. Maio 2019
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Composição tarifária da baixa tensão
Tributação excessivo
Distribuição ineficiente
Alto índice do furto
Encargos setoriais altos
Geração, transmissão eficiente devido leilões
5,5
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Tecnologia Fotovoltaica
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Tecnologia da fabricação FV
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Cadeia de suprimentos de manufatura FV
Fonte: CH2M HILL Consulting, 2016
Tecnologia
Emprego
Concorrença
Intencidade do Capital
Incentívos
Alta Alta
Alta
Muita Alta
Alta
Alta
Baixa
Baixa
Baixa Baixa
Alta Alta Alta
Baixa Baixa Baixa
Alta
Média Média Média Média
Média
Média Média
Custo energiaTecnologiaRegulatório
Grande Volume
Custo energiaAcesso a Poly-Si
Incentivos Tecnológicos
Mão de obraProx. Mercado
Relacionamento Produtor celula
Celula FV Modulo solar Balanco do
SistemaBiscoito Silício poli. Instalação
Incentivos Tecnológicos
LocalizaçãoMão da obra
Incentivos gov
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Estrutura do painel fotovoltaico
➢ Ramo alumínio
➢ Vidro temperado
➢ Filme de encap EVA
➢ Células fotovoltaicas
➢ Filme EVA por baixo
➢ Folha de trás
➢ Caixa elétrica
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Anatomia de filme fino FV
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Participação do mercado das tecnológica filme finoEm percentual do produção total global fotovoltaico
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Curva de Maturidade da Tecnologia Fotovoltaica
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Instalações FV
por país
2001 - 2024,
em GWdc
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Usina fotovoltaica de 5 MW com inversor centralizado, Fonte: SMA
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Inversor & tracker
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Inversor centralizado vs string (corda)
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Arquitetura de inversor centralizado vs string
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Inversor string vs centralizadaParticipação e Custos
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Solar trackers
1. Eixo único horizontal
2. Eixo único vertical
3. Azimuth rotativo
4. Dual eixo 3D
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Agrovoltaico
Estufa &
Fotovoltaico
no agronegócio
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Inovação & IoRE
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Drones de avaliação e controle FV
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Blockchain&IoTda Energia
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Abordagem tradicional Abordagem blockchain
Base de dados controlado por uma autoridade central confiável
Cada participante tem uma cópia de base de dados, garantindo imutabilidade
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Fonte: PWC, 2016
Como funciona o Blockchain?
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O que é IoT de energia?
1. Medidores conectadas geram data
2. Computação Edge pre processa os dados
3. Redes de conexão transmitem a data para servidores nuvem e locais
4. Plataformas organizam dados e encaminha para aplicativos
5. Aplicativos processam dados e criam soluções e monitoramento
Segurança de TI protege os processos
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IoT da medição de energia elétrica
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Plataforma de marketplace da geração distribuída. COSOL & SENAI, 2019
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O Energia do futuro é
Descentralizada,Descarbonizada &Digital