conceitos de geração distribuída e avanço da geração ...energia solar é a designação dada a...

RENATO ARCHANJO DE CASTRO

Eng. Eletricista / Me. Planej. Energético

Conceitos de Geração Distribuída e Avanço da Geração Fotovoltaica

FORMAÇÃO ESCOLAR

ENGENHEIRO ELETRICISTA

TÉCNICO ELETRÔNICA

ELETRICISTA MANUTENÇÃO

MESTRE PLAN. ENERGÉTICO

RENATO ARCHANJO DE CASTRO

EMPRESAS

Meta Materiais Elétricos

1994 / 2019 – Consultor

ARCHANJO ENGENHARIA

2000 / 2019 - Diretor

A energia elétrica é capaz de fazer funcionar orádio, a televisão, o telefone, o computador, asmáquinas e motores elétricos.

Energia Elétrica

Fontes de Geração

Gerar eletricidade é relativamente fácil.!!! 1 - Geradores!

Energia SOLAR

Fonte: http://www.portalsolar.com.br/

ENERGIA SOLAR

Energia Solar é a designação dada a qualquer tipo decaptação de energia luminosa (e, em certo sentido, da energiatérmica) proveniente do Sol, e posterior transformação dessaenergia captada em alguma forma utilizável pelo homem.

ENERGIA SOLAR

Exemplos de Aproveitamento da Energia Solar:

Iluminação - A utilização da Luz Solar para iluminar osmais variados ambientes, hoje até mesmo por fibraóptica.

Aquecimento de água - A energia solar atinge umasuperfície escura e é transformada em calor, queaquecerá uma quantidade de água – esse princípio éutilizado em aquecedores solares.

Geração de Eletricidade - A energia solar atinge umacélula fotovoltaica criando eletricidade.

ENERGIA SOLAR

ILUMINAÇÃO

O aproveitamento da iluminação natural é cada vezmais comum nas indústrias, ao qual proporciona grandeseconomias para as empresas e ao meio ambiente.

ENERGIA SOLAR

Aquecimento de água

Residencial

Geração de EletricidadeA energia elétrica produzida a partir de células

fotovoltaicas denomina-se fotovoltaica (FV).

Energia Fotovoltaica

Vantagens

Sustentabilidade (Não emite gases de efeito estufa);Economia (o consumidor pode economizar até 90% dasua conta de energia elétrica);Durabilidade (os fabricantes estimam a vida útil dospainéis de até 30 anos);


ENERGIA FOTOVOLTAICAVantagens

Valorização do imóvel

Segundo dados divulgados pela revista STAND no primeiro trimestre de2014, a ONG Green Building Council (GBC) Brasil afirma que um imóvelsustentável certificado, seja residencial ou comercial, pode valorizar em até 30%.


Vantagens

Excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, poissua instalação em pequena escala não obriga a enormesinvestimentos em linhas de transmissão.


ENERGIA FOTOVOLTAICA

Vantagens



Evolução do Custo de Produção da Energia Solar.

Desvantagens

Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com

a situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante

a noite não existe produção alguma.


Desvantagens

Locais em latitudes médias e altas sofrem quedasbruscas de produção durante os meses de inverno devidoà menor disponibilidade diária de energia solar.


Potencial de Geração Solar no Mundo


(Irradiação Solar).

Camelo Solar


2 – Carregador de Celular!

A Geração Distribuída (GD) é uma expressão usadapara designar a geração elétrica realizada junto ou próximado(s) consumidor(es) independente da potência, tecnologia efonte de energia. As tecnologias de GD têm evoluído paraincluir potências cada vez menores.

GERAÇÃO DISTRIBUÍDA (GD)

Fonte: Absolar

Reduz as perdas de transmissão da energia

Pequenas Usinas Fotovoltaicas (UFV);Pequenas Usinas Termoelétricas (UTE);

Pequenas Usinas Eólicas (EOL);

Pequenas Centrais de Geração Hidrelétricas (CGH).


No gráfico vemos que de 1.748,19MW total instalados no Brasil a fotovoltaica é

responsável por 1.589,67MW, ou seja 90% do total demonstrando sua supremacia em

relação as demais fontes.


http://www2.aneel.gov.br/scg/gd/GD_Fonte.aspFonte: Aneel 26/11/19

10,36

51,08

97,08

1.589,67

1.748,19

0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000

EOL

UTE

CGH

UFV

Total

Potência Instalada Por Fonte (MW)

http://www2.aneel.gov.br/scg/gd/GD_Fonte.asp

0,0 0,5 1,4 2,5 9,7 54,1126,9

394,7

999,5

0,0 0,5 1,9 4,4 14,168,2

195,1

589,8

1.589,3

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 (26/11)

Potê

ncia

(M

W)

Evolução da Instalação Fotovoltaica no Brasil

Pot. Instalada no Ano (MW) Pot . Acumulada (MW)

A potência instalada de Geração fotovoltaica teve um crescimentomédio de aproximadamente 250% nos últimos 3 anos, mesmo com a crise.

A Aneel previa em 2024 uma capacidade instalada de 3,2GW.

EVOLUÇÃO DAS INSTALAÇÕES

FOTOVOLTAICAS NO BRASIL

Fonte: Aneel 26/11/19

O desenvolvimento do mercado FV no Brasil é muito intenso, saltando de22.503 usinas em 2017 para mais de 137 mil usinas em 2.019.

EVOLUÇÃO DAS INSTALAÇÕES

FOTOVOLTAICAS NO BRASIL


1 8 53 297 1.4496.747

13.948

35.236

79.439

1 9 62 359 1.8088.555

22.503

57.739

137.178

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 (26/11)

Nº d

e us

inas

Inst

alad

as

Evolução Nº de Usinas FV no Brasil

Nº de Usinas Nº Usinas Acum.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

AC AL AM AP BA CE DF ES GO MA MG MS MT PA PB PE PI PR RJ RN RO RR RS SC SE SP TO

Potê

ncia

Inst

alad

a (M

W)

Qua

ntid

ade

de U

sina

s

Quantidade de Usinas FV e Potência Instalada por Estado

Quantidade de usinas Potência Instalada (MW)

Geração Fotovoltaica nos Estados



Fonte: BEN2019

Brasil 83% da Geração de Eletricidade - Fontes Renováveis Mundo 24% - Energia (63%)


Fonte: BEN2019


Fonte: http://www.epe.gov.br/

Previsão para 2029 PDE 2029

http://www.epe.gov.br/

Efeito Fotovoltaico

De forma simples, quando os fótons atingem a célula,eles reagem com os átomos de silício e fazem com que oselétrons do lado negativo se desprendam.



Células FV de Silício Monocristalino, são mais eficientes, pois o silícioutilizado possui elevada pureza, com maior custo de fabricação.

Células FV de Silício Policristalino, um pouco menos eficientes estascélulas são formadas por diversos e não somente um cristal, dando umaaparência de vidro quebrado à célula.

Células FV de Película Fina (Thin Film), utilizam muito menos matéria-prima e energia para sua fabricação, não tem restrições de tamanho eforma e podem até mesmo serem flexíveis e transparentes.

Placas Fotovoltaicas

Os módulos fotovoltaicos mais utilizados no Brasil e nomundo possuem um conjunto de 60 ou 72 células fotovoltaicas, queproduzem de 240 Watts à 465 Watts de potência elétrica cada,respectivamente.

Possuem a seguinte construção básica.



ENERGIA FOTOVOLTAICAExemplos de Aplicação


Sistema Isolado (Off-gride)

São aqueles sistemas autônomos normalmenteutilizado em locais remotos, independentes da rede dedistribuição de energia elétrica, que se sustentam através debaterias, que são seus dispositivos de armazenamento.

Fonte: http://www.solarbrasil.com.br/


Sistema Isolado (Off-gride)

Utilizado em sistema de bombeamento remoto / ruralComunidades isoladas

Fonte:



Sistema On-grid:Também conhecido como grid-tie ou conectado à rede,

precisa da existência da rede elétrica local parafuncionamento, tendo a produção de energia entreguediretamente a ela.

INFORMAÇÕES ON-LINE



Fonte: https://www.sunnyportal.com/

https://www.sunnyportal.com/


Fonte: http://www.solarbrasil.com.br/Energia Consumida

Energia Gerada Energia Injetada

Sistema On-grid:

Energia Consumida


Sistema On-grid – Norma Regulamentadora nº 482:

Esse tipo de sistema é regulamentado pela resoluçãonormativa nº 482 da Agência Nacional de Energia Elétrica(Aneel), de 17 de abril de 2012 (aperfeiçoada pela REN 687/2015válidas desde 1º de março de 2016), define o mecanismo decompensação de energia.

Outro ponto positivo é que esses créditos conseguidospodem ser utilizados por outras unidades consumidoras,desde que possuam o mesmo titular e façam parte damesma rede distribuidora. (60 meses para utilizar oscréditos).


Inversor Solar

4 tipos básicos de inversores:

• Inversor solar grid-tie ou on-grid• Inversor solar off-grid• Inversor híbrido • Micro-inversor solar


Inversor solar grid-tie ou on-grid

O aparelho grid-tie é aquele inversor usado paraconectar um sistema fotovoltaico sem baterias na rede dasua residência ou empresa. Estes inversores são projetadospara desligar rapidamente da rede elétrica, caso ela caia.


Inversor solar off-grid

Esses equipamentos foram produzidos para sistemasfotovoltaicos que funcionam independentemente da rede elétrica.Por exemplo: postes de iluminação solar, sistemas de rádiotransmissão, telefones de emergência em rodovias, entre outros.Isto é: são usados em sistemas que usam baterias enormalmente em regiões isoladas, onde não há acesso à redeelétrica.


Inversor híbrido

Este equipamento, como onome já diz, é uma mistura desistema conectado à rede com umsistema desconectado da rede.Enquanto há energia disponível narede, o sistema permanececonectado na rede e ao mesmotempo carrega um banco debaterias.


Micro-inversor solar

Equipamento desenvolvido para operar com umaúnica placa solar ou um par delas. Uma das vantagens domicro-inversor é a possibilidade de operar de formaindependente cada painel. Isto possibilita a aplicação dospainéis em telhados com diversas inclinações e/ou pontos desombreamentos críticos.

Instalação dos Painéis Fotovoltaicos


SEGURANÇA EM PRIMEIRO LUGAR

SEGURANÇA EM PRIMEIRO LUGAR

Cursos Obrigatório para os Instaladores

NR – 35 Trabalho em Altura;NR10 – Segurança em Instalações Elétricas.

Registro no CREA de sua Empresa Prestadora de Serviço.



A POSIÇÃO DAS PLACAS NO TELHADO

O angulo ótimo para produzir o máximo deenergia com os painéis fotovoltaicos é faceNorte com um grau de inclinação igual aoda latitude.

Ex: Campinas está na latitude 22°,portanto o melhor ângulo para o seu painelsolar é inclinado a 22°.

Na prática, você nem sempre vai ter ainclinação e direção perfeitas. Não sepreocupem! a perda da produção deenergia é pequena e totalmente aceitável.

https://www.portalsolar.com.br/painel-solar-fotovoltaico.html


Módulos

Cabos e Conexões Estrutura de Montagem

Inversor

Equipamentos Necessários para Funcionamento e Instalação


Estruturas de FixaçãoSeis tipos básicos de estruturas:

a) Fixação para telhas de barro (cerâmica);b) Fixação para coberturas com telha de

fibrocimento (eternit);c) Fixação para coberturas metálicas;d) Fixação para lajes de concreto;e) Fixação para o solo;f) Garagem Solar.

a) Estrutura de Fixação de PFV em Telhas de Barro

b) Estrutura de Fixação de PFV para Coberturas com Telhas de Fibrocimento (Eternit)

c) Estrutura de Fixação para Coberturas Metálicas

d) Estrutura de Fixação para Lajes de Concreto

e) Estrutura de Fixação de Painel Solar Fotovoltaico para Solo

f) Estrutura de PFV para Garagem / Estacionamento Solar

Primeiro Estacionamento Solar da Região


Fonte: http://sharenergy.com.br/

1 – Proteções de corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC)

em uma mesma caixa de junção;

2 – Módulos com diferentes orientações em uma mesma string;

Alguns Erros Comuns em InstalaçõesFotovoltaicas

http://sharenergy.com.br/



3 – Instalação dos módulos fotovoltaicos em áreas com

muito sombreamento;




4 – Andar sobre os módulos fotovoltaicos;




5 – Estrutura da instalação fotovoltaica inadequada;

Peso de cada placa = Aprox. 23 kg


NOVAS TECNOLOGIAS

Painel Solar Híbrido: Produção fotovoltaica de

eletricidade com a produção de água quente.


Telha solar

NOVAS TECNOLOGIAS

Painel Solar Bifacial: Este módulo possui suas células protegidas por vidro temperado, e composto por duas faces onde ambas geram energia proporcionando um aumento na eficiência do conjunto em até 30%.


Hoje 465Wp

NOVAS TECNOLOGIAS

Painel Solar Bifacial: Aplicação ampliada para diversas situações externas




Um avião movido a energia solar sobrevoou os EUA por mais de 4.000 km


Fonte: http://conexaoplaneta.com.br/

O carro criado por estudantes da Universidade na Holandachamado Stella Vie alia aerodinâmica e estética. Consegue rodar até 1mil km em um dia ensolarado na Holanda, com média de 70 km/h.

http://conexaoplaneta.com.br/


Fonte: https:nhssolar.com.br

USINA FLUTUANTE

https://www.novacana.com/

https://nhssolar.com.br/ministerio-de-minas-e-energia-programa-testes-para-ativacao-de-usina-solar-flutuante/

CURIOSIDADE !

152.150 MJ

3.483.288 MJ

23 vezes +Energia

Fonte: https://www.novacana.com


ENERGIA FOTOVOLTAICAFonte: https://www.novacana.com


CURIOSIDADESCarbono Evitado

O cálculo da quantidade de CO2 evitada por umainstalação fotovoltaica é feito através da energia elétricagerada em um período de tempo e do fator de emissãomédio de CO2 do SIN (Sist. Interl. Nacional) neste período.

Valor Carbono Evitado (Kg) = kWh produzido x 0.1244(Fator para a prevenção de CO2 em kg/kWh - Ref. 2015)

Por exemplo, em uma instalação que gerou 2.000 kWh,evitou-se a emissão de 248,8 Kg de CO2 no meioambiente.

Fonte: https://my.solarview.com.br/

https://my.solarview.com.br/

CURIOSIDADES

Árvores Cultivadas

No cálculo do número equivalente de árvores cultivadas,considera-se a quantidade de CO2 removida por uma árvore plantadae cultivada por 20 anos.

A remoção média anual em CO2 é de 12,48 Kg/Árvore,considerando árvores de médio a grande porte.

Isto representa 246,9 Kg/árvore de CO2 no 20º ano.

Nº Árvores Cultivadas : Energia Elétrica Gerada (kWh) x 5,04 * 10-4

Nº de Árvores Cultivadas : 2.000 (kWh) x 5,04 * 10-4 = 1,0 Árvore


3


CURIOSIDADES

Cada 2.000 (kWh) gerado = 1,0 Árvore mantida por 20 anos

Quer dizer que....


Economia Mensal = 250 kWh

Em 8 meses (2.000 kWh) evita na Atmosfera em CO2 =

Kit de 6 placas (340Wp) = 2,04 kWp

Custo Aprox. = R$ 11.000,00

20 anos



Fonte: https://www.sunnyportal.com/

https://www.sunnyportal.com/

ENERGIA FOTOVOLTAICAFonte: https://istoe.com.br

Obrigado!

https://istoe.com.br/


Vinícius Marchese MarinelliPresidente do CREA-SP

Instagram: @viniciusmarchese


Renato Archanjo de CastroEng. Eletricista / Mestre Planej. Energético

Cel: 19 9 9708-6120

Email: [email protected]

Site: www.engenhariaeletrica.com.br

Instagram: @renato_archanjocastro

Vinícius Marchese MarinelliPresidente do CREA-SP

Instagram: @viniciusmarchese

Acompanhe as alterações no CREA-SP

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