Energia Solar Fotovoltaica
Uso de Sistemas Fotovoltaicos
interligados à rede elétrica para
diminuição do pico de demanda
Mestranda: Carolina da Silva Jardim
Orientador: Prof. Ricardo Rüther
Energia Solar Fotovoltaica
A Energia Solar é transformada diretamente em
energia elétrica pelo efeito fotoelétrico.
A corrente contínua gerada pode ser transformada
em corrente alternada por meio de inversores
com saída em 110V ou 220V.
Instalações Fotovoltaicas Integradas às
Edificações e Interligadas à Rede Elétrica
A energia gerada é injetada
na casa. O excedente é
jogado na rede elétrica.
40 m2 de placas são
sufcientes para 4 pessoas500 kWh/mês p/ Sicristalino.
Freiburg – Cidade do Sol
Instalações Fotovoltaicas Integradas às
Edificações e Interligadas à Rede Elétrica

CUSTO ZERO DE TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

CUSTO ZERO DE ÁREA DE CONSTRUÇÃO (usa
cobertura e fachada)

CUSTOS EVITADOS (materiais de acabamento
e/ou revestimento)

CUSTOS EVITADOS DE ARMAZENAMENTO (sistema
de baterias 30% do valor de sistemas isolados)

ENERGIA LIMPA, SILENCIOSA, RENOVÁVEL E
INESGOTÁVEL
Exemplos de painéis fotovoltaicos
Exemplos de painéis fotovoltaicos
Exemplos de painéis fotovoltaicos
Exemplos de painéis fotovoltaicos
Painéis solares integrados à fachada de um edifício, mostrando duas diferentes formas de
aplicação. Nas janelas à esquerda os painéis de silício cristalino (c-Si) estão montados em plano inclinado,
atuando também como elementos de sombreamento do sol de verão para o interior do prédio; na fachada
vertical à direita os painéis de silício amorfo (a-Si) estão montados com inclinação vertical, em substituição a
elementos de revestimento normalmente utilizados, como mármores, vidros espelhados, etc [Phototronics
Solartechnik GmbH].
Exemplos de painéis fotovoltaicos
semitransparentes
Sistema Solar interligado à Rede Elétrica
UFSC
Sistema solar fotovoltaico de 2kWp instalado na UFSC em Florianópolis.
A superfície de ~ 40m2 apresenta uma inclinação de 27o e está orientada para
o norte geográfico
Objetivos deste trabalho
Mostrar que a energia solar pode ser
considerada uma fonte DESPACHÁVEL de
energia
Sistemas Fotovoltaicos interligados à rede
elétrica podem diminuir o Pico de Carga
Análise de custos (GLD)
Dados Analisados
DADOS DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA
Obtidos da estação fotovoltaica da UFSC
DADOS DE CONSUMO (horários)
56 alimentadores CELESC incluindo
Florianópolis e cidades vizinhas (21 meses).
Todos os dados foram alocados em um único
Banco de Dados
Localização de Regiões com pico de consumo
diurno
Das 56 regiões analisadas, 24 possuem pico de
consumo diurno.
Dessas, foram analisadas detalhadamente 14
regiões
Foram calculados para essas regiões os FECC´s
(Fator Efetivo de Capacidade de Carga) que
traduz o quanto a geração solar pode contribuir
na diminuição do pico de consumo.
Consumo e Geração Solar
350
300
Carga
Dim inuição do
Pico de Carga
250
200
150
100
Carga - Geração Solar
Geração Solar
50
0
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
Nível de Penetração Fotovoltaica = 20%
Carga que “SEGUE O SOL”
TDE_07 05/03/02
TDE_07 06/03/02
400
400
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
00:00
03:00
06:00
09:00
12:00
15:00
18:00
21:00
0
00:00
00:00
03:00
TDE_07 04/03/02
09:00
12:00
15:00
18:00
21:00
00:00
TDE_07 14/03/02
400
400
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
00:00
06:00
03:00
06:00
09:00
12:00
15:00
18:00
21:00
00:00
0
00:00
03:00
06:00
09:00
12:00
15:00
18:00
21:00
00:00
FECC – Conceito e Metodologia de Cálculo
1200
ELCC
1000
Geração PV
Geração
Convencional
Demanda
800
600
400
Por exemplo:
um FECC de
80% significa
que uma planta
Fotovoltaica de
1 MW pode ser
considerada
uma fonte de
energia
DESPACHÁVEL
200
de 800 kW
Geração PV
0
00:00
03:00
06:00
09:00
12:00
15:00
18:00
21:00
00:00
Valores de FECC para algumas regiões
de Florianópolis
Alimentador FECC
CQS_01
CQS_10
CQS_11
CQS_12
TDE_07
66.42
79.88
87.29
62.41
87.28
A Energia Solar é Despachável?
w Se a geração solar PV tem a CAPACIDADE de reduzir
o pico de demanda, será que ela GARANTE essa
redução?
w Em outras palavras, a Energia Solar Fotovoltaica pode
ser considerada uma fonte DESPACHÁVEL de energia ?
w Ou ainda: a energia gerada pela Planta PV estará
disponível quando for necessária?
Alimentador CQS_TT1
1112
1102
1092
1082
1072
1062
1052
1042
1032
05/11/01 25/11/01 15/12/01 04/01/02 24/01/02 13/02/02 05/03/02 25/03/02 14/04/02
Em 21 meses apenas por 5 vezes a geração solar não supriu a demanda
impondo sobrecargas de até 3,87%
Alimentador CQS_11
394,17
389,17
384,17
379,17
374,17
369,17
364,17
28/02/02
05/03/02
10/03/02
15/03/02
20/03/02
25/03/02
30/03/02
Em 21 meses a geração solar não supriu a demanda apenas 1
(uma) vez acarretando uma sobrecarga de1,37%.
TDE_07
393,26
388,26
383,26
378,26
373,26
368,26
363,26
09/01/01 28/02/01 19/04/01 08/06/01 28/07/01 16/09/01 05/11/01 25/12/01 13/02/02 04/04/02 24/05/02
Em 21 meses apenas 5 vezes a geração solar não supriu o consumo
impondo uma sobrecarga de 2,75%
Solar Load Controller (SLC)
EVOLUÇÃO DO CUSTO DE PAINÉIS
SOLARES FOTOVOLTAICOS
Para o mais
recente projeto
desenvolvido
pelo LabSolar,
foram adquiridos
painéis a um
custo de
US$ 2.75/Watt
(NOV-2002)
Custos proporcionais de instalações solares
fotovoltaicas integradas à rede elétrica
CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DE
SISTEMA FOTOVOLTAICO
REGIÃO DA TRINDADE – FLORIANÓPOLIS
ALIMENTADOR = TDE_07
POTÊNCIA FV
= 26,9 MW
FECC
= 87%
CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DE
SISTEMA FOTOVOLTAICO
REGIÃO DA TRINDADE – FLORIANÓPOLIS
Custo Unitário FV = US$ 7.000,00 / kW
Potência
= 26,9 MWp
Custo Total
= US$ 188,00 Milhões
= R$ 660,00 Milhões
CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DE
SISTEMA FOTOVOLTAICO
REGIÃO DA TRINDADE – FLORIANÓPOLIS
ENERGIA GERADA !!!
Energia por kWp
= 1,35 MWh/kW/ano
Geração Anual (26,9 MWp) = 36,31 GWh/ano
Tarifa (Valor Normativo)
= R$ 470,00 /MWh
Geração (R$) ……………. = R$ 17,00 milhões/ano
Custo de Ampliação da Rede
CUSTO kW pico (GTD) = US$ 2.300,00
(para o estado de São Paulo –UNICAMP 1995)
26,9 * 0,87 * 2300 * 3,5 = R$ 188,00 milhões
Tempo de Retorno do
Investimento
Para um custo Fotovoltaico de US$ 7,00/Watt
R$ 660,00 – R$ 188,00 = R$ 472,00 milhões
R$ 472,00 / R$ 17,00 / ano = 28 anos
Para um custo Fotovoltaico de US$ 3,50/Watt
R$ 329,00 – R$ 188,00 = R$ 141,00 milhões
R$ 141,00 / R$ 17,00 / ano = 8,3 anos