Energias Renováveis: Energia Fotovoltaica na Construção Civil Prof. Dr. Agnaldo José dos Santos Apresentação pela Engearc

1. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
ENERGIAS RENOVÁVEIS:
ENERGIA FOTOVOLTAICA NA CONSTRUÇÃO
CIVIL
Agnaldo José dos Santos1
1UFAL/Campus do Sertão
Associação das Empresas do Mercado Imobiliário
de Alalgoas – ADEMI-AL
Instituto Nova Energia
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energ. Fotovolt. na Const. Civil EngeARC 2014 1 / 40

2. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Tópicos da Apresentação
1 Introdução
2 Novas energias renováveis
3 Energia fotovoltaica na construção civil
4 Considerações finais
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3. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Tópicos da Apresentação
1 Introdução
2 Novas energias renováveis
3 Energia fotovoltaica na construção civil
4 Considerações finais
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4. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Tópicos da Apresentação
1 Introdução
2 Novas energias renováveis
3 Energia fotovoltaica na construção civil
4 Considerações finais
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5. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Tópicos da Apresentação
1 Introdução
2 Novas energias renováveis
3 Energia fotovoltaica na construção civil
4 Considerações finais
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6. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Tópicos da Apresentação
1 Introdução
2 Novas energias renováveis
3 Energia fotovoltaica na construção civil
4 Considerações finais
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7. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Introdução - Energias renováveis
Tipos de energias renováveis
Energia solar: fototérmica, fotovoltaica
Energia marítima: energia das ondas, eletricidade por variação de
entropia (osmose), energia por gradiente de temperatura
Energia eólica: on-shore, off-shore - turbinas eólicas, geradores
eólicos por placas de aço carbono (energia piezo-eólica)
Bioenergia: resíduos agrícolas e industriais, bagaço de cana,
biocombustíveis, florestas, algas marinhas
Energia geotérmica
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8. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Introdução - Energias renováveis
Problema Motivação
Como usar energia renovável na construção civil de forma que
justifique o investimento?
Como reduzir ou zerar a conta de energia elétrica?
Por que devemos usar fontes de energias renováveis?
Baixo risco ambiental – Limitações naturais
Sistemas de geração de energia estável e de longa duração
A Terceira Revolução IndustrialJeremy Rifkin -Editora: M. BOOKS (2012)
“Prédios podem ser pequenas usinas de energia. O Brasil pode
ser a Arábia Saudita das energias renováveis do século 21”
Europa: 1 milhão de prédios (2014) - 370000 empregos
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9. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Introdução - Energias renováveis
Energia solar - Motivação
Por que usar energia solar fotovoltaica no Brasil?
A potência média de incidência anual no Nordeste - 200 a
250W/m2 (844W/m2- AM 1,5)
R. Aldabó, Energia Solar, Artiliber Editora, São Paulo (2002)
0,1% da superfície da Terra com 10% de eficiência satisfaz a
necessidade mundial de energia
M. Grätzel, Nature, 414, 338 (2001)
Áreas de difícil acesso, semáforos, residências, laboratórios,
sistemas interligados
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10. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Introdução - Energias renováveis
Energia solar - Motivação
Energia Solar - capacidade 1800 × GPEC - Global Primary
Energy Consumption
Nitsch, F.: Technologische und energiewirts chaftliche Perspektiven erneuerbarer Energien. German Aerospace Center. 2007
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11. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Introdução - Energias renováveis
Energia solar - Motivação
Alta taxa de radiação solar no Brasil
Fonte: ATLAS de Irradiação Solar no Brasil (1998)
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12. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Introdução - Energias renováveis
Energia solar - Motivação
Crescimento anual da energia solar fotovoltaica
46 MWp (2014) - 56 MWp (2015)
http://www.solsticioenergia.com.br/sobre-energia-solar/mercado-fotovoltaico
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13. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Introdução - Energias renováveis
Energia solar - Notícias
http://www.renovigi.com.br/noticias
23/07 - Alemanha: 10% da pop. energia solar
(13-14h): 50% da energia é fotovoltaica (24 GW)
17/07 - BNDES - financia energia solar (09/2014)
13/06 - Senado - Comissão Infraestrutura (CI)
isenção imposto sobre importação(II)
segue p/ comissão de ass. econ. (CAE)
16/04 - São Paulo - isenção de ICMS até 2021
08/04 - ANEEL - Seccionamento Visível (DSV)
não obrigatório para microgeração
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14. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Tópicos da Apresentação
1 Introdução
2 Novas energias renováveis
3 Energia fotovoltaica na construção civil
4 Considerações finais
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15. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Energia marítima
Energia por gradiente de temperatura
Energia da diferença de entropia entre água doce e salgada
Energia do movimento das ondas (antiga)
Energia das correntes marítimas e das marés (antiga)
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16. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Eletricidade por variação de entropia
Rendimento 74% a 85%http://www.inovacaotecnologica.com.br
2,2 kJ por litro de água doce trocado pela água do mar
Dr. Yi Cui - Universidade de Stanford (USA)
2 TW, 13% de todo o consumo de energia do mundo
Fonte: ACS/Nano Letters
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17. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Energia do movimento das ondas
Projeto da Coppe/UFRJ - Paulo Roberto: Mestrado em
Engenharia Oceânica (UFRJ)
Porto de Pecém, a 60 km de Fortaleza: ondas de 1,20 m
Sistema: flutuador + braço de 22 m + bomba de água doce +
turbina + gerador (100 KW - R$ 12 M)
http://www.planeta.coppe.ufrj.br/artigo.php?artigo=833
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18. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Energia por gradiente de temperatura
Efeito Seebeck-Peltier
Junção bimetálica
Junção semicondutora
Efeito termelétrico (Uso em Indústrias, fogões, automóveis, ...)
U = α∆T (1)
Alberto E. S. Santos Fernandes- Dissertação de Mestrado- Universidade Nova de Lisboa -(2012)
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19. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Efeito Seebeck-Peltier
Efeito termelétrico - Seebeck (Uso em dispositivos eletrônicos)
Dyson Energy Bracelet
Alberto E. S. Santos Fernandes- Dissertação de Mestrado- Universidade Nova de Lisboa -(2012)
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20. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Efeito Seebeck-Peltier
filmes finos
Efeito termelétrico - Seebeck (Uso em dispositivos eletrônicos)
Alberto E. S. Santos Fernandes
Dissertação de Mestrado- Universidade Nova de Lisboa -(2012)
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21. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Ocean Thermal Energy Conversion
Lockheed Martin (USA), Reignwood Group (Hong Kong)
Usina-piloto OTEC na costa Sul da China 100 MW
Projeto off-shore da usina piloto (2013) e a construção para 2014
http://ecycle.com.br/component/content/article/...
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22. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Energia piezo-eólica
Parque eólico de Abu Dhabi: longas hastes flexíveis de fibra de
carbono (55 m de altura e 5 a 30 cm de diâmetro)
Cilindros cerâmicos piezoelétricos comprimidos com o movimento
do vento, geram eletricidade.
http://www.engenhariacivil.com/energia-vento-turbinas-eolicas
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23. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Novos vetores de transmissão de energia
Ar comprimido
Baterias de hidrogênio - nanofilmes de platina
Depósitos de calor
HHO (gaságua)
Supercapacitores
Fonte: Revista Quatro Rodas - Reportagem de André Paixão (2014)
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24. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Novas energias renováveis
Air Fuel Synthesis AFS
Engenheiros da cidade industrial Stockton-on-Tees, Inglaterra –
gasolina (hidrocarbonetos) a partir do CO2 do ar. Conferência do
Instituto de Engenheiros Mecânicos - Londres (2012)
http://www.airfuelsynthesis.com/home.html
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25. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Tópicos da Apresentação
1 Introdução
2 Novas energias renováveis
3 Energia fotovoltaica na construção civil
4 Considerações finais
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26. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Efeito fotovoltaico
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
P N
- -
- -
- -
- -
- -
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
E
Agnaldo José dos Santos
Tese de Doutorado - UFAL/Unicamp
(2010)
Célula solar de Si
Fonte: Google imagens
1 Dois semicondutores de Si (grau solar)
2 Junção pn
3 Correntes: difusão/deriva
4 Formação de uma camada de depleção
w: V
w = 2.000.000V/m
5 Luz excita elétrons na região w
6 Separação de cargas e formação de
uma ddp nos terminais:
efeito fotovoltaico
7 Geração de fotocorrente (deriva)
8 Energia solar fotovoltaica: P = IV < 0
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27. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Formato das células fotovoltaicas
Si Monocristalino
Siemens Solar
Si Policristalino
RWE Solar
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28. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Eficiência fotovoltaica
Máxima eficiência fotovoltaica
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29. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Instalações em série
Curvas I − V para três células fotovoltaicas ligadas em série
ENERGIA FOTOVOLTAICA - MANUAL SOBRE TECNOLOGIAS, PROJECTO E INSTALAÇÃO (2004)
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30. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Instalações em paralelo
Curvas I − V para três células fotovoltaicas ligadas em paralelo
ENERGIA FOTOVOLTAICA - MANUAL SOBRE TECNOLOGIAS, PROJECTO E INSTALAÇÃO (2004)
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energ. Fotovolt. na Const. Civil EngeARC 2014 27 / 40

31. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Sistemas PV
1 Células solares são construídas individualmente
2 Conectadas em série/paralelo e encapsuladas formam um painel
3 Painéis podem ser usados avulso ou em série/paralelo com
outros painéis, formando um agrupamento com alta corrente e
voltagem de saída
4 Agrupamentos PV podem compor sistemas com componentes de
regulagem e armazenamento de cargas
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32. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Sistemas PV Off-grid
1 Gerador fotovoltaico - série/PARALELO
2 Controlador de carga
3 Acumulador - baterias
4 Inversor - Consumidor
5 Sistema autônomo
http://www.atomra.com.br/energia-
renovavel-para-sua-residencia/
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33. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Sistemas PV Off-grid
1 Gerador fotovoltaico - série/PARALELO
2 Controlador de carga
3 Acumuladores - baterias (alto custo)
4 Inversor
http://www.neosolar.com.br/images/...
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34. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Sistemas PV Off-grid
Sistema autônomo
Restaurante do Castanha (Delmiro Gouveia-AL))
Fonte: Pesquisa de Campo - GPDTERN
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35. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Sistemas PV Grid-Tie
1 Gerador fotovoltaico - série/paralelo
2 Inversor Grid-Tie
Mecanismo de proteção e sistema data logger
Medidor bidirecional (quatro quadrantes)
Sistema interligado
http://www.neosolar.com.br/images...
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36. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Sistemas PV - Monitoramento -Grid-Tie
Sistemas data logger - SUNNYWEBBOX
http://pdf.wholesalesolar.com/inverter%20pdf%20folder/SUNNYWEBBOX.pdf
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37. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Redução dos custos de produção
Vida útil: 20 anos × 30 anos
Redução de eficiência 1% × 0,1%
Custo US$/Watt: (2 a 10) × 1
Preço competitivo (concessionárias)
Energia Solar × nuclear
Energy and economic analysis for large-scale integration of small photovoltaic systems in buildings: The case of a public location
in Southern Spain
D. L. Talavera et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011) 4310–4319
Software de simulação: PV-SystTM
(University of Jaén)
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38. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Redução dos custos de produção no Brasil
Minha Casa Minha Vida - Projeto Juazeiro - Brasil Solair
Fundo Socioambiental - CEF
1000 casas (residenciais Morada do Salitre e Praia do
Rodeadouro)
http://www.brasilsolair.com.br/projeto-juazeiro
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39. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
Redução dos custos de produção no Brasil
Kit fotovoltaico 2.0 kWp: R$ 16.000,00
Redução de 25% do preço em dois anos
Economia – 250 kWh por mês (Nordeste)
17 m2 de telhadohttp://produto.mercadolivre.com.br/MLB...
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40. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Energia fotovoltaica na construção civil
ANEEL - Resolução Normativa N. 482 de 17/04/2012
Microgeração de energia <100 kWp
Crédito - 36 meses na conta de luz (CPF ou CNPJ)
http://www.solsticioenergia.com.br/sobre-energia-solar/resolucao-482-aneel/
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41. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Tópicos da Apresentação
1 Introdução
2 Novas energias renováveis
3 Energia fotovoltaica na construção civil
4 Considerações finais
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42. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Considerações finais
Oportunidade de negócios Para saber mais
Instalação da fábrica de painéis fotovoltaicos em Alagoas
Pure Energy Geração de Energia Ltda
R$ 40 milhões - 54 empregos diretos, 102 mil m2
Polo Multifabril José Aprígio Vilela, Marechal Deodoro
http://www.alagoas24horas.com.br/conteudo/?vCod=157220
Programa ALTENER – Technical University of Lisbon
http://www.greenpro.de/po/index.html
Manual de Solar Térmico
Manual de FotovoltaicoLivro: Energia Fotovoltaica: manual sobre tecnologias, projecto e instalação
Manual de Biomassa
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43. Tópicos da Apresentação Introdução Novas energ. renov. Energ. fotovolt. na constr. civil Consid. finais
Agradecimentos
OBRIGADO
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