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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
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)
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
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
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
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
3.000.000 km
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4.500.000 km
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6.000.000 km
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7.500.000 km
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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
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
0
1000
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6000
1992 1996 2000 2004 2008
produçãoaualtotal [MWp]
O Mercado Fotovoltaico Mundial
Produção mundial de módulos fotovoltaicos, incluindo todas as tecnologias e todos fabricantes
O Mercado Fotovoltaico Mundial
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
O Mercado Fotovoltaico Mundial
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
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
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC
INSTITUTO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS DA AMERICA LATINA - IDEAL
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?
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
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC
INSTITUTO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS DA AMERICA LATINA - IDEAL
Uso da tecnologia fotovoltaica no Brasil
Prof. Ricardo Rüther
Universidade Federal de Santa Catarina
&Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas da América Latina
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
7 LSF-IEE/USP 6,3 kWp 2001
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
12 LSF-IEE/USP 6,0 kWp 2003
Sistemas BIPV interligados à rede no Brasil
Sistemas Instalados Potência Ano
13 Centro de Cultura e Eventos UFSC 10,9 kWp 2004
14 LSF-IEE/USP 3,0 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
Sistemas BIPV interligados à rede no Brasil
Sistemas Instalados Potência Ano
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
� Início da operação: Abr 2001
� 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
� Início da operação: Abr 2003
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
� Potência: 0,8 kWp
� 12 módulos a-Si
� Início da operação: Out 2004
CEMIG: Belo Horizonte
� Sistema interligado à rede elétrica pública
� Potência: 3,15 kWp
� 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
� Início da operação: Abr 2007
Centro de Cultura e Eventos - UFSC
Posto para veículos elétricos:
� Sistema fotovoltaico autônomo
� Potência: 0,4 kWp
� 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
� Potência: 2,5 kWp
� 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:
� Sistema BIPV interligado à rede
� Potência: 15 kWp
� 117 módulos a-Si flexíveis(99 x 136Wp, 18 x 68Wp), 3 inversores, SAAD
� Início da operação: Jun 2008
Eletrosul Megawatt Solar – Fase 1
Em operação (P2):
� Sistema BIPV interligado à rede
� Potência: 12 kWp
� 88 módulos a-Si flexíveis, 3 inversores, SAAD
� Início da operação: Fev 2009