Uso da tecnologia fotovoltaica
no Brasil
Prof. Ricardo Rüther
Universidade Federal de Santa Catarina
&
Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas da América Latina
Geração solar fotovoltaica = luz -> eletricidade
QUAL A
CONFIABILIDADE
DESTA
TECNOLOGIA?
QUAL A
CONFIABILIDADE
DESTA
TECNOLOGIA?
QUAL A
CONFIABILIDADE
DESTA
TECNOLOGIA?
Configurações Básicas
Sistemas autônomos
a) Sistemas isolados, sem
acesso à rede elétrica
Sistemas interligados
b) Sistemas dispersos,
integrados a edificações
urbanas (geração junto
ao ponto de consumo)
impacto visual ?
c) Planta centralizada
(grande agrupamento
de painéis solares)
Sistemas Autônomos
Planta Centralizada
QUAL POTENCIAL DESTA TECNOLOGIA?
geração fotovoltaica x hidrelétrica
Usina hidrelétrica de ITAIPU:
Cobrindo o lago de Itaipu com gerador fotovoltaico:
1350 km2 (Lago de Itaipu) = 14 GW = 80 a 90 TWh / ano =
< 25% da energia elétrica consumida no Brasil
(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 / ano
Com 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 oposição
da concessionária
Co-operative Insurance Tower
Manchester, Inglaterra
Injeta energia na rede
desde 2005 (180 MWh/ano)
Primeiro gerador solar
fotovoltaico integrado
a uma edificação urbana
no Brasil - UFSC (2kWp)
Florianópolis,
operação ininterrupta
desde 1997
Casa Eficiente
ELETROSUL (2 kWp)
Modelo de edificação
residencial eficiente
Florianópolis, 2006
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 MOBILEC
Motocicleta elétrica tipo scooter
com baterias alimentadas por
energia solar
Cobertura de abrigo para a
MOBILEC é também o gerador
1 hectare de canacana-dede-açúcar / ano
x
1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / ano
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 hectare de canacana-dede-açúcar / ano
x
1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / ano
Automóvel Flexfuel
Movido a Álcool
43.800 km
Automóvel Elétrico
Movido a energia
solar fotovoltaica
1.500.000 km
1 hectare de canacana-dede-açúcar / ano
x
1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / ano
3.000.000 km
1 hectare de canacana-dede-açúcar / ano
x
1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / ano
4.500.000 km
1 hectare de canacana-dede-açúcar / ano
x
1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / ano
6.000.000 km
1 hectare de canacana-dede-açúcar / ano
x
1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / ano
7.500.000 km
1 hectare de canacana-dede-açúcar / ano
x
1 hectare de módulos solares fotovoltaicos / ano
O automóvel Flexfuel movido a
álcool deu uma volta ao mundo
Este carro parou de andar a
9.331.200 km atrás
O automóvel elétrico movido a energia
solar deu 234 voltas ao mundo!
9.375.000 km
O Mercado Fotovoltaico Mundial
6000
Produção mundial de
módulos fotovoltaicos,
incluindo todas as
tecnologias e todos
fabricantes
produção aual total [MWp]
5000
4000
3000
2000
1000
0
1992
1996
2000
2004
2008
O Mercado Fotovoltaico Mundial
Distribuição do mercado fotovoltaico mundial
Telecom e Mini-Redes
Sistemas Isolados
Artigos de Consumo
Sist. Conectados à Rede
28.7%
Telecom e Mini-Redes
Sistemas Isolados
Artigos de Consumo
Sist. Conectados à Rede
90%
21.8%
23.8%
1%
25.7%
1985 - Total < 20 MWp
Em 2008, ~ 5.400 MWp
foram conectados à rede
elétrica no mundo !
6%
3%
2008 - Total 6.000 MWp
Somente na Alemanha,
1.500 MWp (2008)
1.200 MWp (2007)
860 MWp (2006)
foram conectados à rede
O Mercado Fotovoltaico Mundial
Potencial de redução de custos -> Necessita de ESCALA!
Curva de aprendizado: redução de custo de 5%/ano
Por que sistemas fotovoltaicos integrados
a 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
Por que sistemas fotovoltaicos integrados
a edificações urbanas?
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
Análise comparativa entre Brasil e Alemanha
Brasil
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.
Tarifa residencial na
Alemanha é 25% mais
cara 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
2226-2300
2153-2226
2080-2153
2117-2007
1934-2080
1861-1934
1788-1861
1715-1788
1642-1715
MAPAS DE PARIDADE TARIFÁRIA
PARA O BRASIL
ANO 2015
TIR 6%
Acrésc. tarifa 2% a.a.
Nas áreas
hachuradas
a energia
solar tem o
mesmo custo
da energia
convencional
ANO 2020
TIR 6%
Acrésc. Tarifa 4% a.a.
Nas áreas
hachuradas
a energia
solar tem o
mesmo custo
da energia
convencional
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.
em resumo...
Geração convencional = custos crescentes
Geração solar fotovoltaica = custos decrescentes
PARIDADE TARIFÁRIA
Necessita de amparo legal e regulamentação
16 PL tramitando na Câmara dos Deputados
-> criação de uma Comissão Especial
enquanto este dia não chega...
PROJETO ELETROSUL MEGAWATT SOLAR
Geração Solar Fotovoltaica Integrada ao Edifício Sede da
ELETROSUL em Florianópolis
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC
INSTITUTO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS DA AMERICA LATINA - IDEAL
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
Sazonalidade do consumo
Aeroporto Hercílio Luz - Florianópolis
Curva de carga diária
Aeroporto 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 Florianópolis
Fonte: INFRAERO
A justificativa: Emissão de CO2
Por quanta emissão de CO2 Ricardo Rüther é
individualmente responsável ao vir a São Paulo
dar esta palestra?
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 )
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!
Custo da obra do novo
aeroporto R$ 276 milhões
Custo do gerador solar
R$ 15 milhões = ~ 5 %
do custo total da obra
Área da
Área do gerador
edificação:
solar:
33.000 m²
14.000 m²
de área
de área de
construída
cobertura +
Novo Aeroporto Internacional de Florianópolis
brises
Fonte: INFRAERO
Projeto ESTÁDIOS SOLARES
MARACANÃ SOLAR – Gerador de 3.3 MWp na cobertura do Maracanã
Suficiente para suprir energia para mais de 2000 residências
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
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
11,0 kWp
1995
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
1
CHESF
2
Sistemas BIPV interligados à rede no Brasil
Sistemas Instalados
Potência
Ano
10,9 kWp
2004
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
13
Centro de Cultura e Eventos UFSC
14
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 interligados
à 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 e
inversores
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
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
Eletrosul Megawatt Solar – Fase 1
Cobertura
A instalar:
G1 a G6
P1 e P3
Tractebel
Aeroporto Hercílio Luz:
Sistema BIPV
interligado à rede
Potência: 2,12 kWp
16 módulos µ-Si,
inversor, SAAD
Início da operação:
Jun 2009