Análise de Projetos de Energia Eólica
Curso Análise de Projeto de Energia Limpa
Turbina para Distribuidora
Foto cedida por: Nordex AG
© Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – 2006.
Objetivos
• Revisar fundamentos dos
Sistemas de Energia Eólica
• Ilustrar considerações importantes
para a análise de projetos de Energia
Eólica
• Apresentar o Modelo de Projeto de Energia Eólica
RETScreen®
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O que pode ser fornecido pelos
sistemas de energia eólica?
• Eletricidade para

Rede Central

Redes isoladas


Fazenda Eólica San Gorgino, Palm Springs, California, EUA
Fornecimento remoto de
energia
Bombeamento de água
…porém também…



Reforço para redes fracas
Exposição reduzida a
variações de preço da
energia
Perdas reduzidas na
transmissão e distribuição
Foto cedida por : Warren Gretz/ NREL Pix
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Descrição da Turbina Eólica
•
•
Componentes

Rotor

Embreagem

Torre

Fundação

Contrôles

Gerador
Diagrama Esquemático de Turbina com Eixo Horizontal
Lâmina
do rotor
Área de giro
das lâminas
Tipos


Nascele com
embreagem e
Gerador
Diâmetro do
Rotor
Altura do
rotor
Torre
Eixo horizontal

Mais comun

Controles ou desenho
movimentam o rotor
contra o vento
Eixo vertical

Menos comum
Ligações elétricas subterrâneas
Fundação
(vista frontal)
(vista lateral)
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Utilização da Energia Eólica
• Fora da Rede

Pequenas turbinas (50 W a 10 kW)

Carregamento de Baterias

Bombeamento de água
Fora da rede, Turbina10 kW, Mexico
• Redes Isoladas



Turbinas típicas de 10 a 200 kW
Reduz custo de geração em áreas
remotas: sistemas híbridos dieseleólicos
Penetração alta ou baixa
• Redes Interligadas (Central)

Turbinas típicas 200 kW a 2 MW

Fazendas eólicas de múltiplas turbinas
Foto cedida por: Charles Newcomber/ NREL Pix
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Elementos de Projetos de Energia Eólica
• Avaliação dos
recursos eólicos
• Avaliação ambiental
• Aprovação legal
• Projeto
• Construção

Estradas

Linha de transmissão

Subestações
Instalação Mastro Meteorológico de 40-m, Quebec, Canada
Foto cedida por: GPCo Inc.
Subestação, California, EUA
Foto cedida por: Warren Gretz/NREL Pix
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Recurso Eólico
• Alta velocidade média dos ventos é
essencial

Média anual de 4 m/s é o mínimo

Pessoas tendem a superestimar o vento

A velocidade do vento tende a aumentar com a
altura
• Bom recurso
Áreas costeiras

Encostas de grande declividade

Passagens

Terrenos abertos

Vales que canalizem os ventos
• Tipicamente mais ventilados

No inverno do que no verão

Durante o dia do que durante a noite
1.200
Potência (kW)

1 MW Curva de Potência da Turbina
1.000
800
600
400
200
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Velocidade do vento (m/s)
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Custo do Sistema de Energia Eólica
• Fazendas Eólicas

1.500$/kW instalado

O&M: 0,01$/kWh

Preço venda: 0,04$-0,10$/kWh
• Turbinas individuais
& redes isoladas
Estudo viabilidade
Desenvolvimento
Engenharia
Turbinas
Balanço da Planta

Maiores custos
(depende mais de cada caso)

Estudo de Viabilidade, desenvolvimento
& engenharia, representam a maior parte dos custos
0%
20%
40%
60%
80%
Porção do custo de instalação
• Prever uma troca significativa de componentes da ordem de 20 a
25% do custo inicial

Lâminas do rotor ou caixa de embreagem
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Considerações sobre Projeto de
Energia Eólica
• Bons recursos eólicos reduzem drasticamente custo de
produção

Boa avaliação deste recurso é um investimento de valor
• Outras fontes de receita

Créditos de produção da distribuidora/governo ou receitas de energia “verde”

Venda de certificados de redução de emissões (CERs)
• Limitações e critérios

Aceitação ambiental

Aceitação da população local

Capacidade de transmissão e
interconexão à Rede
• Financiamento, taxas de juros,
taxas cambiais
Turbina da Fazenda Eólica Le Nordais, Quebec, Canada
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Exemplos: Europa e EUA
Sistemas de Energia Eólica na Rede Central
•
Geração intermitente não é problema:
17% da eletricidade da Dinamarca
provem de eólica sem geração reserva
•
Projetos de implantação rápida (2 a 4
anos) que podem crescer para atender
demanda
Fazenda eólica costeira, Dinamarca
Foto cedida por: Danmarks Tekniske Universitet
•
Terra pode ser utilizada para outros
propósitos, como agricultura
•
Indivíduos, empresas e cooperativas,
as vezes possuem e operam uma
turbina individual
Fazenda Eólica em Palm Springs, California,EUA
Foto cedida por: Warren Gretz/ NREL Pix
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Exemplos: Índia e Canadá
Sistemas de Energia Eólica em Rede Isolada
• Geração de eletricidade é cara em função do custo do
transporte do diesel para áreas remotas

Turbinas eólicas reduzem o consumo de diesel
• Confiabilidade & manutenção são importantes
Turbina 50-kW, Nunavut, Canadá
Instalação Turbina 50-kW , West Bengal, Índia
Foto cedida por: Paul Pynn/ Atlantic Orient Canada
Foto cedida por: Phil Owens/ Nunavut Power Corp.
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Exemplos: EUA, Brasil e Chile
Sistemas de Energia Eólica Fora da Rede
•
•
•
•
Eletricidade para pequenas cargas em areas fora da rede, com ventos
Baterias independentes fornecem eletricidade em períodos de calmaria
Bombeamento de água: os reservatórios funcionam como pulmões
Podem ser usados em combinação com grupos geradores a
combustivel fóssil e/ou com sistemas fotovoltáicos em sistemas
“híbridos”
Energia para Torre de
Telecomunicações, Arizona, EUA
Foto cedida por:
Southwest Windpower/ NREL Pix
Energia para uma vila
remota, Brasil
Foto cedida por : Roger Taylor/ NREL Pix
Sistema híbrido Energia Eólica, Chile
Foto cedida por : Arturo Kunstmann/ NREL Pix
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RETScreen® Modelo de Projeto de
Energia Eólica
• Análise mundial da produção de energia, custo do ciclo de
vida e redução das emissões dos gases de efeito estufa
Rede central, rede isolada e fora
darede
 Turbinas individuais ou fazendas
eólicas
 Rayleigh, Weibull, ou distribuição
do vento definida por usuário

• Apenas 1 ponto de dado para
RETScreen® vs. 8.760 para
modelos de simulação horária
• Atualmente não incluido:

Sistemas independentes que
necessitem de armazenamento
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RETScreen®
Cálculo de Energia Eólica
Calcular curva de
energia
Calcular produção de
energia não ajustada
Calcular produção
bruta de energia
Calcular energia
renovável coletada
Calcular energia
renovável despachada
Ver e-Manual
Análise de Projeto de Energia Limpa:
RETScreen® Engenharia e Casos
Calcular outros
valores auxiliares
Capitulo de Análise de Projeto de Energia Eólica
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Exemplo de Validação de Modelo de Projeto
de Energia Eólica RETScreen®
• RETScreen® comparado com o simulador horário HOMER

10 turbinas de 50 kW cada instaladas em Kotzebue, Alaska

Estimativa anual de produção de energia RETScreen divergiu 1,1% do HOMER
• RETScreen® comparado a dados monitorados do mesmo
sistema:
Período
RETScreen
Energia
(MWh)
Energia
Monitorada
(MWh)
Diferença
1998
(3 turbinas)
250
271
-8%
1999-2000
1.057
1.170
-10%
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Conclusões
• Turbinas eólicas fornecem eletricidade interligadas ou não
às redes, em qualquer lugar do mundo
• Uma boa disponibilidade de vento é um fator importante
para um projeto bem sucedido
• Disponibilidade de créditos de produção ou tarifas de
“energia verde” são importantes para projetos interligados
à rede
• RETScreen® calcula a produção de energia usando dados
anuais, com precisão comparável às simulações horárias
• RETScreen® pode gerar economia significativa no custo
do estudo de viabilidade
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Perguntas?
Módulo de Análise de Projeto de Energia Eólica
RETScreen® International Curso de Análise de Projeto de Energia Limpa
Para informações adicionais consultar a página Web do RETScreen em
www.retscreen.net
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