Fórum
Geração Distribuída de
Energia Elétrica
Dr. João Carlos Camargo
[email protected]
O SISTEMA ELÉTRICO TRADICIONAL
distribuição
geração
transmissão
demanda
A GERAÇÃO DISTRIBUÍDA
distribuição
geração
demanda
transmissão
CUSTOS DE EXPANSÃO EVITADOS
GD
geração distribuída
Geração Distribuída
• Pequenos geradores de energia
instalados junto ou próximo do
consumidor conectados à rede de
distribuição da concessionária.
Geração Centralizada x
Distribuída
1994
28,8
1989
39,6
1984
87,2
1979
151,1
1974
106
1969
63,3
62,6
59,3
1964
1959
1954
37,1
1949
14,1
14,7
9,6
9,7
6,8
1944
1939
1934
1929
1924
4
Tamanho médio de novas
plantas nos EUA em
MW/planta
(amostra de 13566 plantas de 50 KW a 1300 MW)
O que está impulsionando a Geração Distribuída?
• Reestruturação do Setor Elétrico;
• Avanço tecnológico;
• Novas regulamentações ambientais;
Quais as principais aplicações
para a geração distribuída?
•
•
•
•
Corte do pico de carga
Cogeração
Suporte à rede de energia
Sistemas remotos e/ou isolados
Principais tecnologias GD
Tecnologia
Fonte
combustível
Interface
Pequena
< 100 kW
Média
0,1 a 1 MW
Grande
> 1 MW
Turbinas a gás
Combustível
Fóssil e Biogás
Conexão Direta
Geração em
CA
MCI
Combustível
Fóssil e Biogás
Conexão Direta
Geração em
CA
PCH
Renovável
Conexão Direta
Geração em
CA
Eólica
Renovável
Conexão Direta
Geração em
CA
X
X
X
Fotovoltaica
Renovável
Geração CC
Inversor
X
X
X
Microturbina
Combustível
Fóssil e Biogás
Geração CA
Inversor
X
X
Célula a
combustível
Renovável
Não Renovável
Geração CC
Inversor
X
X
X
X
X
X
X
X
Principais tecnologias GD
Vantagens da GD
• Benefícios
– Aos consumidores
• qualidade da energia
• confiabilidade aumentada
• flexibilidade para reagir aos preços
– Às concessionárias
• investimento evitado
• novos mercados (aplicações remotas)
– À economia
• alavancagem de uma nova indústria
– Ao ambiente
• diminuição dos impactos
Desvantagens da GD
• Aumento da complexidade do
gerenciamento da rede;
• Interferência na qualidade da energia
na rede.
GD e a interconexão à rede
CONCESSIONARIA
GERAÇÃO
DISTRIBUIDA
G
S.I.
G
Ponto de interconexão
CARGAS
CONSUMIDOR
A Interconexão à rede não é uma questão
simples: preocupações das concessionárias
• Sistemas de distribuição são projetados para operação
em um sentido.
• Segurança do pessoal e a estabilidade da rede são as
principais preocupações.
• Distribuidoras são relutantes em confiar em sistemas de
proteção não familiares instalados pelo consumidor.
• Uso de pacotes integrados de interconexão
desconhecidos pela concessionárias.
A Interconexão à rede não é uma questão
simples: preocupações dos consumidores
• Custos da interconexão pode inviabilizar
pequenos projetos de geração;
• Falta de padronização dos equipamentos de
interconexão;
• Exigências diferentes para diferentes
concessionárias;
Projeto CPFL – Geração Distribuída
• Objetivo: avaliar algumas tecnologias de GD
através da instalação de um site de geração no
HC da Unicamp.
• Tecnologias utilizadas: Célula a Combustível,
Microturbina a gás, Painéis fotovoltaicos.
Projeto CPFL – Geração Distribuída
• Ciclo I – 2002/2003 – Estudo sobre GD
• Ciclo II – 2003/2004 – Célula a
combustível;
• Ciclo III – 2004/2005 – Microturbina a gás
• Ciclo IV – 2005/2006 – Fotovoltaico
• Ciclo V – 2006/2007 – Instalação do site e
operação conectada das fontes.
Projeto CPFL – Geração Distribuída
MICROTURBINA A GÁS - CAPSTONE
CARACTERÍSTICA
VALOR
NOTA
150 – 480 VAC
87 – 277 (L-N)
Freqüência saída
10 – 60 Hz
Ajustável pelo usuário
Regulação tensão
+/- 5%
Estado permanente
Corrente máxima transitória
76 APK
10 segundos
46 A rms
Corrente rms
Potência transitória máxima
45 kW
480 VAC, ISO
Potência continua máxima
30 kW
480 VAC, ISO
120 segundos
Tempo partida turbina
30 kW
Após partida turbina
Tensão Saída (L-L)
Corrente
Permanente
máxima
Tempo partida a frio
Carga instantânea máxima
Formas operação:
- Conectada a rede (grid connected)
- Isolada (stand alone)
reg.
CÉLULA A COMBUSTÍVEL
Características
Célula tipo PEM
Potência saída: 5 kW
Consumo H2 : 5 m3/h
Nível máximo CO: 10 ppm
REFORMADOR GÁS NATURAL
Características
Reformador autotérmico gás natural
Capacidade produção: 5 m3 H2 /h
Pureza H2 produzido: 99,99%
Nível máximo CO: 10 ppm