Sistemas Solares fotovoltaicos conectados à rede

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
CONECTADOS À REDE
ELÉTRICA
Universidade Federal de Juiz de Fora
Energia e Eletricidade
Outubro 2012
Equipe:
Ana Paula de Souza Oliveira
Camila Mota Oliveira
Cláudio Mariano

AGENDA
 Introdução;
 Sistemas Fotovoltaicos Domésticos Isolados Ou Autônomos;
 Sistemas Fotovoltaicos Não Domésticos Isolados;
 Sistemas Fotovoltaicos Distribuídos Conectados À Rede
Elétrica;
 Sistemas Fotovoltaicos Centralizados Conectados À Rede
Elétrica;
 Os Sistemas Fotovoltaicos Conectados À Rede (SFCR);
 Sistemas Fotovoltaicos No Mundo;
 Sistemas Fotovoltaicos No Brasil;
 Identificação De Barreiras E Oportunidades;
 Legislação De Sistemas Fotovoltaicos No Mundo;
 Legislação De Sistemas Fotovoltaicos No Brasil;
 Programa De Telhados Solares Fotovoltaicos Conectados À
Rede Elétrica No Brasil;
 Bibliografia.

INTRODUÇÃO
 Brasil possui um grande desafio
 buscar soluções para atender os crescentes
requisitos de serviços de energia.
 Pressões ambientais e os recursos
energéticos cada vez mais longe dos centros
de carga = buscas por novas soluções.

INTRODUÇÃO
 Uso de sistemas fotovoltaicos conectados à
rede (SFCR).
 solução cara frente as outras;
 Tecnologia que apresenta a maior taxa de
crescimento e queda nos custos.

INTRODUÇÃO
 Oportunidade = indústria do silício e demais
elos da cadeia produtiva;
 Brasil possui uma das maiores jazidas de
quartzo
 Mineral onde é retirado o silício;
 Grande parque industrial que o beneficia em grau
metalúrgico.

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DOMÉSTICOS
ISOLADOS OU AUTÔNOMOS
 Fornecem eletricidade às residências;
 Estão conectados à rede de distribuição de
eletricidade da concessionária local;
 Atendem às comunidades isoladas;
 Fornecem na maioria para iluminação,
refrigeração e outras cargas baixas de
energia.

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS NÃO
DOMÉSTICOS ISOLADOS
 Primeiras aplicações comerciais para
sistemas terrestres.
 Fornecem energia para:
 Telecomunicação;
 Refrigeração de medicamentos e vacinas em
postos de saúde;
 Bombeamento de água e outros.

DISTRIBUÍDOS CONECTADOS À REDE
ELÉTRICA
 São instalados para fornecer energia ao
consumidor;
 O consumidor pode usar a energia da rede
elétrica convencional para complementar a
quantidade de energia demandada;
 Ele também pode vender a energia gerada
pelo sistema para a distribuidora.

CENTRALIZADOS CONECTADOS À
REDE ELÉTRICA
 Executam a função de estações centralizadas
de energia;
 Fonte de alimentação não é associada com
um cliente particular da eletricidade.;
 Tipicamente instalados em terrenos ou
campos;
 Funciona normalmente a certa distância do
ponto de consumo.

OS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
CONECTADOS À REDE (SFCR)
 Apresentam duas configurações distintas:
 Sistemas fotovoltaicos distribuídos e os sistemas
fotovoltaicos centralizados;
Figura: Diagrama esquemático de sistema fotovoltaico
conectado à rede elétrica. Fonte: Zilles.

 Sistemas fotovoltaicos distribuídos:
 Podem ser instalados de forma integrada a uma
edificação, no telhado ou na fachada de um
prédio;
 Vantagens:
 Não requerem área extra;
 Podem ser utilizados no meio urbano próximo ao
ponto de consumo.

 Vantagens:
 Não requerem instalações de infra-estrutura
adicionais;
 Os módulos fotovoltaicos podem ser
considerados como um material de revestimento
arquitetônico.

 Sistemas fotovoltaicos centralizados:
 Normalmente se localizam a certa distância do
ponto de consumo.
 Existe a necessidade dos complexos sistemas de
transmissão e distribuição (T&D) tradicionais.

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS NO
MUNDO
 Década de 90:
 Grande crescimento de aplicação de sistemas
fotovoltaicos no mundo;
 Capacidade saltou de 110 MWp em 1993 para
7.841 MWp em 2007.
 Da capacidade instalada atual
 93% concentra-se em quatro países: Alemanha,
Japão, EUA e Espanha.
 Os custos da aplicação em 2006, quando
comparados com 1975, são oito vezes
menores.

MUNDO
 Os SFCR se tornarão competitivos em relação às
tarifas e aos sistemas convencionais de geração de
eletricidade.
 Em 2007, os SFCR foram responsáveis por 94% do
total instalado.
Figura : Potência acumulada instalada de
sistemas fotovoltaicos em países no
mundo conectados ou não à rede
elétrica, em MW (1992–2007). Fonte:
IEA – PVPS, 2008

MUNDO
 Sistemas fotovoltaicos não conectados à rede
elétrica:
 Ainda dominam os mercados de muitos países:
Figura : Potência instalada
dos sistemas fotovoltaicos
por aplicação em alguns
países6, em porcentagem7
(2007). Fonte: IEA-
PVPS, 2008b.

MUNDO
 Este tipo de aplicação varia de acordo com
cada mercado;
 Austrália, Canadá e México as aplicações
mais comuns são os sistemas de eletrificação
rural;
 Alemanha, Japão, EUA e Espanha, foram
responsáveis por aproximadamente 90% do
total instalado em 2007:
 Sendo 50% instalado somente na Alemanha, com
capacidade instalada, com 3.862 MW.

MUNDO
 Figura: Potência versus Países com maiores
capacidades instaladas:
Fonte: IEA-PVPS, 2008b.

BRASIL
 Sistemas fotovoltaicos conectados à rede são
poucos e de caráter experimental.
 Principais aplicações da tecnologia solar
fotovoltaica no país:
 telecomunicação;
 eletrificação rural;
 serviços públicos;
 bombeamento de água.

BRASIL
 Brasil possui um grande potencial de
irradiação solar, maior do que duas vezes o
potencial da Alemanha (líder de sistemas
fotovoltaicos em capacidade instalada);
 Capacidade instalada de sistemas fotovoltaicos e
potencial solar na Alemanha, Espanha e Brasil
Fonte: Zilles (2008a) e Varella (2009).
Alemanh
a
Espanha Brasil
Capacidade Instalada (MW) 3800 451 0,152
Potencial (kWh/m2.ano) 900 1800 1952

BRASIL
 Dependendo do local a ser atendido =
soluções adequadas e economicamente
viáveis (elevados custos de expansão da rede
elétrica);
 Ex.: pequenos sistemas fotovoltaicos
autônomos de geração de energia elétrica -
atender residências rurais com iluminação
básica e alguns periféricos;

BRASIL
 Mais de 40 mil sistemas fotovoltaicos autônomos
foram instalados
 amenizar o problema da falta de acesso à energia
elétrica em várias regiões do país;
 Iniciativas envolvendo esses sistemas foram
viabilizadas através de concessionárias de
energia, instituições de ensino, centros de
pesquisa, governos estaduais e municipais:
 Programa Luz Solar (MG);
 Programa Luz do Sol (NE);
 Luz no Campo (Nacional).

BRASIL
 Sistemas fotovoltaicos autônomos continuam
sendo instalados em todo o território nacional
(apoio de Organizações Não Governamentais
Internacionais);
 Cooperação internacional,
 Agência Alemã de Cooperação Técnica (GTZ);
 Laboratório de Energia Renovável dos Estados
Unidos (NREL/DOE).

BRASIL
 SFCR’s não tem tido utilização comercial no
país;
 29 sistemas fotovoltaicos experimentais
conectados à rede elétrica no Brasil = 153
kWp;
 Sistemas conectados à rede:
 Fase experimental.

BRASIL
 Sistemas fotovoltaicos conectados à rede
instalados no país (1995-2008)
 Fonte: Oliveira & Zilles, 2002; Zilles, 2005; Zilles, 2008ª;
Varella (2009).
Sistema
fotovoltaico
Ano de
instalação
Potência
(kWp)
CHESF 1995 11
Lab Solar (UFSC) 1997 2,1
LSFF (IEE/USP) 1998 0,75
COPEE (UFRJ) 1999 0,85
CEMIG 2004 3
UFJF 2006 30

BRASIL
 Custo dos SFCR’s no Brasil é de três a quatro
vezes maior do que as tarifas médias de
eletricidade.
 Fonte: ANEEL (2009).
Classe de Consumo Tarifa Média em 2009
(R$/MWh)
Residencial 285,82
Industrial 218,82
Comercial 273,09

IDENTIFICAÇÃO DE BARREIRAS E
OPORTUNIDADES
 Estudo Prospectivo para Energia Fotovoltaica,
com horizonte em 2025 do CGEE (Centro de
Gestão e Estudos Estratégicos);
 As informações obtidas referem-se ao Relatório
de Abertura do Estudo.
 Objetivo:
 identificar os pontos fracos e fortes da capacidade
brasileira e as características da sociedade brasileira,
do mercado internacional, para justificar um programa
intensivo e coordenado pelo governo, empresas e
universidade.

OPORTUNIDADES
Cadeia produtiva, infraestrutura de P&D e
mercado
 Brasil possui uma das maiores reservas de
quartzo para produção de silício grau solar;
 Potencial solar no Brasil viabiliza qualquer
projeto.
 Centro Brasileiro de Desenvolvimento de
Energia Solar Fotovoltaica (CB-Solar),
sediado na PUC-RS:
 Desenvolvendo uma planta pré-industrial para
fabricar células e módulos fotovoltaicos.

OPORTUNIDADES
 INMETRO tem certificação para apoiar a
indústria de módulos, inversores e baterias;
 Possui laboratórios para apoiar P&D de
tecnologia chaves da indústria de energia
fotovoltaica.
 CETEC e a CEMIG tem papel importante na
área de integração dos sistemas fotovoltaicos,
 Edificações e design.

BARREIRAS
Cadeia Produtiva
 Necessário ter o domínio tecnológico de toda
a cadeia produtiva;
 Até hoje não se tem no Brasil uma indústria de
silício grau solar;
 Não há infraestrutura de produção de
equipamentos nacionais que atenda ao
mercado;
 País muito dependente de importação de
equipamentos e componentes.

BARREIRAS
Infraestrutura de P&D
 Grave escassez de engenheiros, químicos,
biólogos entre outras especialidades
necessárias ao empreendimento fotovoltaico;
 Brasil está uns 20 anos atrasado em domínio
de tecnologias se comparado ao primeiro
mundo;
 Maior integração entre centro de pesquisas e
empresas.

BARREIRAS
Mercado
 Os SFCR são uma tecnologia emergente e
cara.
 Não se tem necessidade dela ainda no
sistema elétrico brasileiro.
 As empresas investidoras de fotovoltaicos
esbarram na falta de regulamentação.
 O desenvolvimento de células fotovoltaicas
requer investimentos multimilionários.

LEGISLAÇÃO DE SISTEMAS
FOTOVOLTAICOS NO MUNDO
 Programas governamentais de incentivos em
países (Alemanha, Espanha, Japão, EUA);
 aumentando a participação dos sistemas
fotovoltaicos na geração de energia elétrica
através de subsídios fornecidos pelo governo;
 Motivações:
 incentivo à indústria de equipamentos
fotovoltaicos;
 barateamento da tecnologia;
 preocupação com o meio ambiente,
principalmente com a redução das emissões de
CO2.

 Alemanha: Programa 100.000 telhados (1999-
2003)
 maior programa do mundo a introduzir a energia
solar fotovoltaica;
 empréstimos para a instalação de sistemas
fotovoltaicos conectados à rede elétrica;

 Lei de Energia Renovável (2004) = compra de toda
a energia elétrica proveniente de fontes renováveis
por parte das empresas fornecedoras de energia
elétrica que operassem redes para o abastecimento
público;
 Alemanha passou a ser considerada o país com
maior potência instalada de sistemas
fotovoltaicos no mundo (IEA-PVPS, 2006).

THREE WHEELS DO SFCR NO
BRASIL

LEGISLAÇÃO DE SF PELO MUNDO
 A Alemanha, o Japão, EUA e Espanha, como os quatro países com a
maior potência acumulada instalada, apresentaram momentos diferentes
de crescimento de seus mercados.
Figura: Potência acumulada instalada de sistemas fotovoltaicos na Alemanha,
Espanha, Japão e EUA, em MW (1992 – 2007)

LEGISLAÇÃO DE SF PELO MUNDO
 A causa dos níveis de crescimento
experimentados por eles são os programas
governamentais de incentivos desenvolvidos
nos mesmo.
 Tais programas tem como motivações comuns
a necessidade de se adotar um modelo
energético sustentável, o incentivo à indústria
de equipamentos fotovoltaicos, o
barateamento da tecnologia e a preocupação
com o meio ambiente.

PROGRAMA DE TELHADOS SOLARES
FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE
ELÉTRICA NO BRASIL
 Viabiliza e facilita a inserção, em larga escala,
da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil;
 Usou como base o programa alemão,
adotando os sistemas de tarifa prêmio;
 No modelo alemão todos os consumidores
finais de energia rateiam os custos da energia
elétrica gerada;

ELÉTRICA NO BRASIL
 No caso do Brasil, a proposta excluiu do rateio
os consumidores de baixa renda;
 Apresentou-se um cenário desenvolvido para
um programa de 1.000 MWp a serem
instalados em um período de 10 anos.

ELÉTRICA NO BRASIL
 A duração do pagamento da tarifa prêmio, por
cada kWh produzido, foi determinada como
sendo de 25 anos;
 Foi adotado um preço de 5.000 €/kWp
instalado, assumindo que tal preço declinará
5% ao ano;
 A taxa interna de retorno ao investidor foi
assumida como sendo de 7%;
 Foi considerada uma geração média anual de
1.662 kWh/kWp/ano.

BIBLIOGRAFIA
 ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica. Atlas de Energia
Elétrica do Brasil. Energia Solar. Brasília: ANEEL, 2002. 153p.
 ZILLES, R. Geração Distribuída com Sistemas
Fotovoltaicos.
 ZILLES, R. Geração de Eletricidade a Partir da Energia
Solar: Sistemas Fotovoltaicos.
 IEA. International Energy Agency.
 http://www.blogbelomonte.com.br/2012/01/25/o-estado-de-
sao-paulo-energia-solar-vira-pesadelo-alemao/
 http://smartgridnews.com.br/alemanha-meta-100-geracao-
energia-renovavel-em-2050/
 http://www.fem.unicamp.br/~jannuzzi/documents/RELATORI
O_PROJETO_2_FINAL.pdf
 http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10003924
.pdf

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