O POTENCIAL DOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
INTERLIGADOS À REDE ELÉTRICA EM ÁREAS
URBANAS: DOIS ESTUDOS DE CASO
Carolina da Silva Jardim, Eng. Civil
[email protected]
Isabel Salamoni - UFSC
Ricardo Rüther - UFSC
Paulo Knob - UFSC
Antônia Sônia Cardoso Diniz - CEMIG
Universidade Federal de Santa Catarina
Laboratório de Eficiência Energética em
Edificações
Centrais Elétricas de Santa Catarina
Companhia Energética de
Minas Gerais
Laboratório de Energia Solar
Engenharia Mecânica - UFSC
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS INTERLIGADOS À
REDE ELÉTRICA
• CUSTO ZERO DE TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO
• CUSTO ZERO DE ÁREA DE CONSTRUÇÃO
 Uso de coberturas e fachadas
• CUSTOS EVITADOS DE ARMAZENAMENTO
 Sistemas de baterias 30% do valor de sistemas
isolados
• CUSTOS EVITADOS
 Materiais de acabamento e/ou revestimentos
EXEMPLOS
EXEMPLOS
ESTAÇÃO FOTOVOLTAICA - UFSC
• Potência instalada 2 kWp (40 m2 placas fotovoltaicas);
• Operação ininterrupta e sem manutenção desde de 1997;
• Dados de geração, radiação e temperatura armazenados a cada 4
minutos
OBJETIVOS
• Verificar o potencial dos sistemas fotovoltaicos interligados à rede
elétrica de dois setores: residencial e comercial;
• Fator Efetivo de Capacidade de Carga (FECC)
 Alimentadores diurnos
 Onde??
 Custo evitado de expansão
METODOLOGIA
• Selecionados dois setores
 Residencial: edificações horizontais
 Comercial: edificações verticais
• Toda a área de cobertura coberta com módulos FV
 Potencial de geração de energia FV
• Três estudos de caso (silicio amorfo)
 10 Estudo : módulos na horizontal
 20 Estudo : módulos orientados para o norte e com inclinação igual
a latitude (situação ideal)
 3º Estudo: módulos na posição real das coberturas e considerando
o sombreamento
RESULTADOS OBTIDOS
SETOR COMERCIAL
ALIMENTADOR ICO 07
Demanda, Geração Fotovoltaica e Demanda - Geração
Fotovoltaica
12000
Demanda (kW)
10000
Demanda
8000
Geração FV
6000
Demanda - Geração FV
4000
2000
0
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
Hora do Dia
RESULTADOS OBTIDOS
SETOR RESIDENCIAL
Demanda (kW)
ALIMENTADOR INE 02
Demanda, Geração Fotovoltaica e Demanda - Geração
Fotovoltaica
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Demanda
Geração FV
Demanda - Geração FV
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
Hora do Dia
RESULTADOS OBTIDOS
• Percentual de suprimento do consumo nos setores
estudados
Estudos de Caso
Residencial-Jurerê Comercial-Centro
1º - Inclinação 0º
108
77
2º - Inclinação 27º Norte
114
81
3º - Inclinação real sombreamento
65
28
• Contribuição do sistema com a concessionária.
METODOLOGIA - FECC
DEMANDA x GERAÇÃO SOLAR
350
300
Carga
Dim inuição do
Pico de Carga
250
200
150
100
Carga - Ge ração Solar
Ge ração Solar
50
0
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
METODOLOGIA - FECC
• Seleção dos dados;
• Cruzamento das curvas de geração solar com as de
demanda;
• Cálculo do FECC para as regiões em estudo;
• Análise para diferentes níveis de penetração.
RESULTADOS OBTIDOS
Fator Efetivo de Capacidade de Carga - FECC
1200
Por exemplo
FECC Geração FV
1000
Potência (kW)
800
Demanda
600
Geração
Convencional
400
200
Geração FV
0
0:00
3:00
6:00
9:00
12:00
Hora do Dia
15:00
18:00
21:00
0:00
FECC de 80%
significa
que
uma
planta
fotovoltaica de 1
MW pode ser
considerada uma
fonte de energia
DESPACHAVEL
de 800 kW
00
CARGA QUE SEGUE O SOL
TDE_07 04/03/02
03:00
06:00
09:00
12:00
15:00
TDE_07 05/03/02
18:00
TDE_07 06/03/02
400
400
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
00:00 00:00
03:00
21:00
06:00
09:00
12:00
15:00
18:00
00:00 00:00
03:00
21:00
06:00
09:00
12:00
15:00
18:00
21:00
00:
RESULTADOS OBTIDOS
Nível de Penetração 1%
Alimentador
CQS_01
FECC
72.76%
Nível de Penetração 10%
Alimentador
CQS_01
FECC
66.42%
CQS_10
87.28%
CQS_10
79.88%
CQS_11
87.47%
CQS_11
87.29%
CQS_12
62.50%
CQS_12
62.41%
TDE_07
87.44%
TDE_07
87.28%
CONCLUSÕES
•
Setor residencial: grande área de cobertura disponível
 Pico de demanda noturno;
 Sistema auto suficiente;
 Mini usina.
•
Setor comercial: área de cobertura restrita
 Pico de demanda diurno;
 Auxílio na redução da curva de demanda.
CONCLUSÕES
• Os dois primeiros estudos de caso - grande potencial energético;
• Terceiro estudo de caso (real) - inclinação e a orientação dos
módulos FV foram fatores fundamentais;
• Sistemas fotovoltaicos interligados à rede elétrica são capazes de
aumentar a capacidade;
• Enfatizar a complementaridade entre sistema elétrico atual e
sistemas fotovoltaicos interligados à rede;
• Custo evitado de expansão da rede elétrica.
O POTENCIAL DOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
INTERLIGADOS À REDE ELÉTRICA EM AREAS
URBANAS: DOIS ESTUDOS DE CASO
Carolina da Silva Jardim, Eng. Civil
[email protected]
Isabel Salamoni - UFSC
Ricardo Rüther - UFSC
Paulo Knob - UFSC
Antônia Sônia Cardoso Diniz - CEMIG
Universidade Federal de Santa Catarina
Laboratório de Eficiência Energética em
Edificações
Centrais Elétricas de Santa Catarina
Companhia Energética de
Minas Gerais
Laboratório de Energia Solar
CONTROLADOR DE CARGA
TDE_07 14/03/02
Máxima demanda
400
Praticamente a única
350
situação que a energia
300
solar não consegue
250
200
suprir.....
150
Dia quente com
100
tempestade repentina
50
0
00:00
03:00
06:00
09:00
12:00
15:00
18:00
21:00
00:00