Análise de Projeto Fotovoltaico (FV)
Curso de Análise de Projeto de Energia Limpa
Fotovoltaicos no National Research Laboratory, Quebec, Canada
Foto cedida por: CANMET Energy Technology Centre -Varennes
© Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – 2006.
© Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – 2006.
Objetivos
• Revisão básica sobre sistemas
Fotovoltaicos (FV)
• IIustrar considerações chave para
análise de projeto FV
• Apresentar o Modelo de Projeto
RETScreen FV
®
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O que pode fornecer um sistema FV?
• Eletricidade (CA/CC)
Sistema de Iluminação Casa Solar,
West Bengal, India
• Água Bombeada
…mas também…

Confiabilidade

Simplicidade

Modularidade

Imagem

Silêncio
Foto cedida por : Harin Ullal (NREL PIX)
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Componentes dos Sistemas FV
• Módulos
• Armazenamento: baterias,
Células
tanque
• Condicionador de Força

Inversor

Controlador de carga

Retificador

Conversor CC-CC
Módulo
Células FV
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
• Outros geradores : diesel/gasolina, turbina eólica
• Bomba
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Sistemas em Rede
• Integração FV

Distribuida

Centralizada
Central de Geração FV
• Tipo de Rede

Central

Isolada
• Normalmente não
é viável sem
subsídio
Medidor
Geração
distribuída
Medidor
Rede
Elétrica
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
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Sistemas fora da rede
• Configuração

Individual

Híbrido
• Normalmente bastante viável


Melhor pequenas cargas (< 10 kWp)
Menor custo de capital do que
expansão da Rede

Células FV
Grupo
Gerador
Acumulador de
Energia
Banco de
Baterias
Transmissor de Rádio - TV
Menor custo de O&M do que grupos
geradores e baterias primárias
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates,
Ross & Royer, eds.
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Sistemas de Bombeamento de Água
• Sistema de classe especial de fora
Células PV
da rede
• Normalmente custo viável

Água para animais

Fornecimento de água local

Fornecimento de água doméstico
Acumulador de
Energia
Bomba
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates,
Ross & Royer, eds.
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Recurso Solar
• 1 Wp de FV= 800 a 2.000 Wh por ano

Latitude

Nebulosidade
• Recurso solar no inverno crítico para
sistemas fora da rede

Maiores ângulos de absorção (latitude +15º)

Sistemas híbridos
Foto cedida por : Environment Canada
• Recurso solar anual crítico para sistemas em rede

Ajuste quando grande proporção de radiação luminosa
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Correlação Carga-Solar
Positivo
Negativo
• Correlação Sazonal
 Irrigação
 Sistemas
cabana
Foto cedida por :
Sandia Nat. Lab. (NREL PIX)
• Correlação Diurna
 Positiva,
Fonte: Photovoltaics in Cold
Climates, Ross & Royer, eds.
Zero
zero & negativa
Foto cedida por : BP Solarex (NREL PIX)
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Exemplos de Custos de Sistemas FV

Casa em rede,
1 kW (38ºN, California)

Telecom hibrida fora da rede,
2,5 kW (50ºS, Argentina)
Célula
Bateria
Des.&Instal.
Grupo ger.
combustível
Operação
Misc
célula
Inversor
Instal
Misc.

Energia = 1,6 MWh/ano

Energia = 5 MWh/ano, (FV=50%)

Custo = 0,35$/kWh

Custo = 2,70$/kWh

Custo Rede = 0,08$/kWh

Custo Grupo gerador/Bateria =
4,00$/kWh
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Considerações Projeto Fotovoltaico
• Distancia até a rede
• Custo das visitas de campo
• Custos de O&M
• Aspectos Sociais
• Valores intangíveis

Imagem

Beneficios ambientais
• Confiabilidade vs. custo

• Gerenciamento expectativas

Barulho e poluição visual
reduzidos
Modularidade & simplicidade
Estação Repetidora NorthwesTel Mountaintop, Northern British Columbia, Canadá
Foto cedida por : Vadim Belotserkovsky
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Exemplos: Tibet, Botswana, Swazilandia e Kenya
Luz solar e Sistemas Domésticos FV
• Custo ampliação da rede proibitivo
• Pequenas cargas
Batik para fins educacionais
Sistema solar residencial
• Manutenção local
• Simples
• Confiável
Foto cedida por : Frank Van Der Vleuten
(Renewable Energy World)
Residencia do pessoal da clínica médica
Foto cedida
por: Energy
Research
Center of the
Netherlands
Foto cedida por : Vadim Belotserkovsky
Foto cedida por : Simon Tsuo (NREL PIX)
Sistema solar residencial
Foto cedida por : Energy Research Center
of the Netherlands
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Exemplos: Finlandia e Canadá
Cabanas Remotas e Residências
• Modular
Cabana
Residencia
• Simples
• Ruido reduzido
• Sem rede de
energia
Foto cedida por : Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold
Foto cedida por : Vadim Belotserkovsky
Climates)
Sistema Híbrido
• Cabanas:
correlações sazonais de
carga
• Ao longo do ano:
sistemas híbridos
Foto cedida por : Vadim Belotserkovsky
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Exemplos: Morocos e Brasil
Sistemas de Energia em Vilas Híbridas
• Custo ampliação da rede proibitivo
• Custo do diesel e da manutenção do grupo gerador altos
• Aspectos humanos

Expectativas

Necessidade de gestão

Impactos sociais
Vila
Escola rural
Foto cedida por : BP Solarex (NREL PIX)
Foto cedida por : Roger Taylor (NREL PIX)
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Exemplos: Antártida e Canadá
Sistema Industrial: Telecomunicações &
Monitoramento
• Locais muito remotos…


Custo de O&M
Grupo gerador e FV
complementares
• …e mesmo
Sistema de monitoramento sísmico
locais prox. de redes …

Custo do transformador

Pode ser realocado

Mais confiável do que rede
Foto cedida por : Northern Power Systems
(NREL PIX)
Sistema Monitoramento Poço Gás
Foto cedida por : Soltek Solar Energy
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Exemplos: Suiça e Japão
Edifícios em Rede com FV
• Normalmente não
viável sem subsídio
• Justificável por:

Imagem

Benefícios ambientais

Estímulo do mercado
Sistema telhado solar
Foto cedida por : Atlantis Solar Systeme AG
• Compromissos de longo prazo entre
governos, fabricantes e concessionárias
têm reduzido os custos
Revestimento escritórios PV
Foto cedida por : Solar Design
Associates (IEA PVPS)
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Exemplos: Índia e EUA
Sistemas FV de Bombeamento d`Água
• Viável quando fora da rede
Água domiciliar
• Correlação de carga

Armazenamento em tanque d`água

Correlação sazonal de carga
• Melhoria da qualidade da água
• Conveniente
Sistema de água para gado
• Confiável
• Simples
Foto cedida por : Jerry Anderson,
Northwest Rural Public Power District (NREL PIX)
Foto cedida por : Harin Ullal,
Central Electronics Ltd. (NREL PIX)
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RETScreen® Fotovoltaico
Modelo de Projeto
• Análise mundial da produção de energia, custo do ciclo de vida e
redução das emissões dos gases de efeito estufa



Em rede (central ou isolada)
Fora de rede (FV-bateria ou
FV-grupogerador-bateria)
Bombeamento de água
• Apenas 12 pontos de dados
®
para RETScreen vs. 8.760 para
modelos de simulação horária
• Atualmente não incluidos:

Sistemas concentradores

Cálculos da probabilidade de perda
de carga
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RETScreen®
FV Cálculo de Energia
Calcular radiação
solar no plano da
célula FV
Calcular energia
fornecida pela célula FV
Ver e-Manual
Modelo de
bombeamento d`água
Modelo em rede
Modelo fora da rede
Calcular perdas
no inversor
Calcular demanda atendida
(demanda atendida)
Multiplicar pela
Eficiência média
bomba/sistema
Calcular falta de
absorção pela rede
Calcular demanda
atendida por baterias
Converter em
energia hidráulica
diretamente pela célula FV
Calcular demanda
atendida por
grupo gerador
Análise de Projeto de Energia Limpa:
RETScreen® Engenharia e Casos
Capítulo de Análise de Projeto Fotovoltaico
Calcular energia despachada
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Exemplo Validação do
®
RETScreen Modelo de Projeto FV
• PV/grupogerador/bateria sistema híbrido na Argentina
comparado com simulador horário HOMER

500 WAC carga

1 kWp célula, 60 kWh bateria, 7,5 kW grupogerador, 1 kW inversor
160
250
HOMER
RETScreen
140
HOMER
RETScreen
200
Grupo gerador Consumo (L)
FV Energia (kWh)
120
100
80
60
150
100
40
50
20
0
0
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Mês
Comparando Produção Energia FV calculada por RETScreen e HOMER
Dez
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Mês
Comparando Consumo combustível Grupogerador calculado RETScreen e HOMER
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Conclusões
• Eletricidade FV em rede & fora rede, bombeamento d`água
• O recurso solar é bom em todo o mundo

Sistemas FV instalados em todos os climas
• Custo de capital é alto

Viável fora da rede

Necessita subsídio quando em rede
• RETScreen permite análise anual com recurso de cálculos
®
mensais que pode atingir precisão comparável a modelos
de simulação horária
• RETScreen pode propiciar redução substancial dos custos
®
do estudo de pré viabilidade
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Perguntas?
Módulo de Análise de Projeto Fotovoltáico
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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