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TECNOLOGIA SOLAR

TERMOELÉTRICA E FOTOVOLTAICA

NO BRASIL E NO

MUNDO

Prof. Chigueru Tiba

Grupo de Pesquisas em Fontes Alternativas de Energia

Grupo FAE – UFPE-BR

Recife, 28 de Maio de 2015.

FAEGRUPO

GRUPO DE PESQUISA EM FONTESALTERNATIVAS DE ENERGIA

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PAUTA

• Apresentação

• Recurso Solar

• Tecnologia Termoelétrica

• Tecnologia Fotovoltaica

• Energia Solar e Emprego

FAEGRUPO

GRUPO DE PESQUISA EM FONTESALTERNATIVAS DE ENERGIApau

APRESENTAÇÃO DO GRUPO DE PESQUISAS EM

FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

Data: 28/05/2015

Local: FIEPE

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Grupo FAE-UFPE: EQUIPE CIENTÍFICA

PROFESSORES PESQUISADORES, TÉCNICOS E ESTUDANTES

NAUM FRAIDENRAICH

CHIGUERU TIBA (COORDENAÇÃO)

MOURA DE SOUZA BARBOSA

OLGA DE CASTRO VILELA

ANDRE FELIPPE CUNHA

TÉCNICOS SUPERIORES E MÉDIOS : 05

ESTUDANTE DE MESTRADO E DOUTORADO : 20

COORDENAÇÃO DA ÁREA DE FONTES RENOVÁVEIS DO CURSO DE GRADUAÇÃO

EM ENGENHARIA DA ENERGIA

COORDENAÇÃO DA ÁREA DE CONCENTRAÇÃO DE FONTES RENOVÁVEIS DE

ENERGIA NO CURSO DE PÓS GRADUAÇÃO – NÍVEL CAPES 5

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Grupo FAE-UFPE: PRINCIPAIS

PROJETOS DE P&D

• CER – LABORATÓRIO ASSOCIADO DO INTI - MCT

• Usina Termosolar de 1 MW - Plataforma Petrolina

• Central Solar FV 2.5 MW - Plataforma Petrolina

•Lab. de Testes 0,5 MW (diversas Tecnologias)-Petrolina

• Central Solar FV 1 MW – Arena Pernambuco

• Rede Solarimétrica do Nordeste – 9 estados

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Usina Termosolar de 1 MW - Plataforma

Petrolina I

CEPEL/FINEP/UFPE/SECTEC-PE

LOCAL PLATAFORMA (LABORATÓRIO) SOLAR

MULTIUSUÁRIO DE PETROLINA – 45 ha - OUTORGADO

CUSTO DO PROJETO R$ 23.000.000,00 SENDO FINEP

R$ 18.000.000,00 E SETEC-PE 5.000.000,00

STATUS APROVADO PELA FINEP AGOSTO 2012

PROJETO CONCEITUALEm Andamento

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Petrolina II

Central solar Termoelétrica de Saguaro, Arizona, 1 MW

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Petrolina III

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Central Solar FV 3 MW - Plataforma Petrolina Chamada Aneel – 013/2011

Entidade Proponente: CHESF

Entidades Executoras: UFPE, UPE, FITec, CEPEL

Coordenação: Grupo FAE -DEN/UFPE

LOCAL PLATAFORMA (LABORATÓRIO) SOLAR MULTIUSUÁRIO

DE PETROLINA

Custo do projeto R$ 44.867.000,00 - P&D CHESF

STATUS: APROVADO PELA ANEEL Março 2012

Em andamento

Projeto básico e edital - Elaborado

Prazo para execução: 3 anos

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Planta Base

2,5 MWp

(Si-c)

Plano Fixo

CENTRAL HELIOTERMICA CENTRAL FOTOVOLTAICA

Laboratórios

Planta Tecnológica Sistemas de 50 kWp

5 Fixos:

(Si-m); (Si-p); (Si-a); (CdTe); (Si-multijunção)

3 Tracker:

(Si-c 1 eixo); (Si-c 2 eixos); (Si-a);

2 Sist. Concentração e

Tracker

CPV

V-

TROUGH

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Central Solar FV 1 MW – Arena Pernambuco

Chamada Aneel – 013/2011

Arranjos Técnicos e Comerciais para a Inserção da Geração Solar

Fotovoltaica na Matriz Energética Brasileira

Entidade Proponente: COELBA

Entidades Cooperadas: CELPE, COSERN

Entidades Financiadoras: Odebrecht Energias Alternativas, Saint

Gobain Solar do Brasil e Secretária de Ciências, Tecnologia e Inovação

do Estado da Bahia.

Entidades Executoras: CBEM, UFBA, UFMG, UFPE, UNICAMP, NREL

Coordenação: CBEM; Local =UFPE /G.FAE +G.Elétrica

Custo do projeto R$ 24,5 milhões - P&D NEOENERGIA

LOCAL: ARENA PERNAMBUCO/São Lourenço da Mata PRAZO: 3 anos

STATUS: Projeto básico e edital - Em fase de conclusão

Próximo passo: Licitação empresa fornecimento e instalação

Em fase de CONCLUSÃO

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• Usina 1MW = 0,950 Si-c + 0,5 diferentes tecnologias (em solo –fixo) - PE

• Estação solarimétrica - UFPE

• Laboratório de referência em energia solar UFBA

• Desenvolvimento de novas tecnologias- UFMG Transformador eletrônico ou inversor para conexão dos painéis.

Proposta de um programa de transferência de tecnologia, considerando que os principais componentes dos sistemas de geração fotovoltaica não são produzidos em escala comercial no Brasil, procurando identificar oportunidades de desenvolvimento e produção de componentes no país dentro da cadeia produtiva.

Principais Produtos Tecnológicos:

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Rede Solarimétrica do Nordeste – 9 estados

•UFPE/CHESF-ANEEL/UFAL

• ESTADO DA ARTE MUNDIAL

•CUSTO DO PROJETO ~R$ 2.300.000,00

• 09 ESTAÇÕES NO NORDESTE

•DURAÇÃO DO PROJETO 3 ANOS (30 MESES DE

MEDIÇÃO )

• SITUAÇÃO ATUAL – EM ANDAMENTO

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Grupo FAE-UFPE: Presente & Futuro

DESAFIOS

•Formação de RH em massa : Mundo tem 200 GW

instalado de PV, 200.000 empregos na cadeia produtiva

5 a 10% em P&D.

•Consolidação da Plataforma Solar Multiusuário de

Petrolina como instrumento de pesquisas científica e

tecnológica da energia solar. P&D cerca de 40% de custos

em usina heliotérmica podem ser reduzidos por inovações

tecnológicas.

• Aperfeiçoar a Integração e coordenação Institucional

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FAEGRUPO


Recursos Energéticos Renováveis

no NE I Solar Chimney (SBP)

Biomass Power (NREL)

Energia Eólica Hidraúlica Biomassa

Solar Fotovoltaica Solar Térmica

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FAEGRUPO


POR QUE ENERGIA SOLAR NO NE

DO BRASIL? Solar Chimney (SBP)


a) Redução das emissões dos gases de efeito estufa e manter/ aumentar a participação das energias renováveis na matriz energética nacional;

b) interiorização, regionalização e a distribuição mais equitativa do desenvolvimento - possíveis centrais solares estarão sediadas nas regiões semiáridas;

c) geração de empregos e renda pela criação de uma nova cadeia produtiva;

d) fortalecer e aprimorar as cadeias produtivas de metal, mecânica, vidro, eletrônica e engenharia civil;

e) melhorar o “mix” de geração do setor elétrico brasileiro e portanto, aumentar a segurança do sistema elétrico;

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FAEGRUPO


POR QUE ENERGIA SOLAR NO NE

DO BRASIL? Solar Chimney (SBP)


f) o recurso solar é mais intenso no período seco da região e portanto tem um caráter complementar ao sistema hidroelétrico;

g) o recurso solar está em fase com período de maior consumo (verão);

h) é uma geração caracteristicamente distribuída, outro fator de segurança do sistema elétrico e

i) deverá ser instalado em regiões do semiárido com baixa densidade populacional e terras não competitivas para outros usos mais nobres..

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NE -PETROLINA

16,2 MJ/m2 mín - 22,7, máx e - 19,7 méd

MOJAVE –USA

7,8 MJ/m2 mín, 31,3 máx e 20,9 méd

SAZONALIDADE

1,4 Nordeste

4,0 na Califórnia

FAEGRUPO

GRUPO DE PESQUISA EM FONTESALTERNATIVAS DE ENERGIARecurso Energético Solar no NE

Inventário e Comparação

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MAPAS DE ISOLINHAS I

Estações Piranométricas/Actinográficas

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MAPAS DE ISOLINHAS II

Estações Heliográficas

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MAPAS DE ISOLINHAS III

Radiação Solar Anual

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Radiação Solar

Anual

6-7 kWh/m2

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• Avaliação das Incertezas Legal, técnica e econômica – Colapso no preço, Marco legal, Falha operacional longas

• Incerteza na Energia produzida pela central Solar (abaixo do esperado)

Solar Chimney (SBP)


RISCOS ASSOCIADOS A UM EMPREENDIMENTO SOLAR?

FAEGRUPO


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Cadastramento de projeto de usina solar exige:

• Certificação dos dados solarimétricos

• Certificação da energia gerada a longo prazo

Solar Chimney (SBP)


O QUE ANEEL PENSA A RESPEITO

FAEGRUPO


Estação deve estar

10 km do empreendimento

Leilão a partir de

2016 01 ano de medição

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Solar Chimney (SBP)


COMO MEDIR ?

CARACTERÍSTICAS DOS EQUIPAMENTOS UTILIZADOS

NAS MEDIÇÕES SOLARIMÉTRICAS MODERNAS I

FAEGRUPO


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Solar Chimney (SBP)


COMO MEDIR ?

CARACTERÍSTICAS DOS EQUIPAMENTOS UTILIZADOS

NAS MEDIÇÕES SOLARIMÉTRICAS MODERNAS II

FAEGRUPO


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Tecnologia Solar para Geração

Termoelétrica I – Processo

FAEGRUPO


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Termoelétrica II – Cil. Parabólico

FAEGRUPO


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Termoelétrica III – Fresnel Linear

FAEGRUPO


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Termoelétrica IV – Torre Solar

FAEGRUPO


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Termoelétrica V – Disco Parabólico

FAEGRUPO


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Característica Atual da

Geração Termoelétrica Solar I

FAEGRUPO


TECNOLOGIA CILINDRO TORRE DISCO

Aplicações Geraçao centralizada Geração centralizada Geração distribuída

(até 10 MW)

Sistema Isolado

Vantagens Experiência comercial

Eficiência comprovada

(14% solar-elétrica)

Plantas híbridas

demonstradas

Possibilidade de

armazenamento

Perspectiva de

eficiência (23% solar-

elétrica)

Possibilidade de

plantas híbridas

Armazenamento a

temperaturas mais

altas

Eficiência mais alta

(previsão >30%)

Modularidade

Desvantagens Temperaturas mais baixas

que sistemas Torre

Projeções de custo

não demonstradas

Sistemas híbridos

ainda ineficientes

Confiabilidade por

demonstrar

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Característica Atual da

Geração Termoelétrica Solar II

FAEGRUPO


Capacidade Instalada (2013)

3425 MW

3000 Cilíndrico Parabólico

500 Torre

Espanha (2300) e EUA (900)

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Custo da Geração

Termoelétrica Solar

FAEGRUPO


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Estado da Arte da Geração FV I FAE

GRUPO


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Estado da Arte da Geração FV II FAE

GRUPO


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Estado da Arte da Geração FV III FAE

GRUPO


Agua Caliente - 290MWp

MUNDO – CAPACIDADE

INSTALADA -200 GW

(DEZ 2014)

Agua Caliente Solar,Arizona, 290

MW , California Valley Solar

Ranch 250 MW

Golmud Solar Park (China,

200 MW),

Welspun Energy Neemuch India,

150 MW,

Mesquite Solar , Arizona,

150 MW,

Neuhardenberg Solar Park

(Germany, 145 MW),

Templin Solar Park (Germany,

128 MW),

Toul-Rosières Solar Park (France,

115 MW),

and Perovo Solar Park (Ukraine,

100 MW)

http://en.wikipedia.org/wiki/California_Valley_Solar_Ranch

http://en.wikipedia.org/wiki/California_Valley_Solar_Ranch

http://en.wikipedia.org/wiki/Golmud_Solar_Park

http://en.wikipedia.org/wiki/Mesquite_Solar_project

http://en.wikipedia.org/wiki/Neuhardenberg_Solar_Park

http://en.wikipedia.org/wiki/Templin_Solar_Park

http://en.wikipedia.org/wiki/Toul-Rosi%C3%A8res_Solar_Park



http://en.wikipedia.org/wiki/Perovo_Solar_Park

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Estado da Arte da Geração FV III FAE

GRUPO


Situação no Brasil

20-25 MWp Instalado

Alguns sistemas entre

0, 5 – 1 MW.

•Tauá, CE

•Arena-PE

• Pitiaçu –BA

•Tanquinhos-SP

•F. Noronha

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Estado da Arte da Geração FV IV FAE

GRUPO


Conforme PHOTOM o preço do modulo FV hoje está US$ 0,95 W.

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Alguns Desafios para inserção em

larga escala da Energia Solar

FAEGRUPO


TÉCNICOS

Armazenamento,

Medição e Forecasting da Irradiação Solar

Redução de custos por aperfeiçoamentos

tecnológicos

NÃO –TÉCNICOS:

Formação RH

Internalização da tecnologia

Regulatórios

A subdivisão acima é só para efeito didático

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POR QUE DO ARMAZENAMENTO?

FAEGRUPO


NATUREZA ESTOCÁSTICA DA IRRADIAÇÃO SOLAR

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POR QUE DO ARMAZENAMENTO?

FAEGRUPO


NATUREZA ESTOCÁSTICA DA IRRADIAÇÃO SOLAR

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Solar Chimney (SBP)


REDUÇÃO DE CUSTOS POR (P&D) TERMOELÉTRICA SOLAR II FAE

GRUPO


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Custo da Geração

Termoelétrica Solar

FAEGRUPO


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Solar Chimney (SBP)


REDUÇÃO DE CUSTOS POR (P&D) TERMOELÉTRICA SOLAR III FAE

GRUPO


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Solar Chimney (SBP)


REDUÇÃO DE CUSTOS POR (P&D) FV I – CUSTO ATUAL PARA EUA FAE

GRUPO


$5.71/Wp DC – 5 kWp DC , Teto residencial

$4.59/Wp DC – 217 kWp DC Teto comercial

$3.80/Wp DC – 187.5 MWp DC Usina solar fixo, no solo

$4.40/Wp DC – 187.5 MWp DC Usina 1 eixo no solo

Fonte: Goodrich, 2012 28/5/2015 46

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Solar Chimney (SBP)


REDUÇÃO DE CUSTOS POR (P&D) FV II – CUSTO 2020 PARA EUA FAE

GRUPO


$2.29/Wp DC – 5 kWP DC , Teto residencial

$1.99/Wp DC – 217 kWP DC Teto comercial

$1.71/Wp DC – 187.5 MWP DC Usina solar fixo, no solo

$1.91/Wp DC – 187.5 MWP DC Usina 1 eixo no solo

Fonte: Goodrich, 2012 28/5/2015 47

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Solar Chimney (SBP)


REDUÇÃO DE CUSTOS POR (P&D) FV III – PRINCIPAIS REDUTORES

FAEGRUPO


• Preço do módulo

• Eficiência do módulo

• Serviços de instalação

• Outro materiais (racks)

• Inversor

Fonte: Goodrich, 2012 28/5/2015 48

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Solar Chimney (SBP)


PRÓXIMOS DESAFIOS DA ENERGIA SOLAR

ASPECTOS NÃO TÉCNICOS

FAEGRUPO


• Formação RH

• Internalização da tecnologia

• Regulatórios

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Solar Chimney (SBP)



ASPECTOS NÃO TÉCNICOS –FORMAÇÃO RH

FAEGRUPO


A cadeia produtiva da geração solar FV com Si-c:

Produtor de silício de grau eletrônico: cristalização e

laminação (wafers):

Produtor de células e módulos;

Integradores de sistemas FV (muitas vezes com instalação);

Operação e manutenção;

Descomissionamento (Desmontagem após vida útil)) e

Reciclagem. 28/5/2015 50

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Solar Chimney (SBP)



ASPECTOS NÃO TÉCNICOS –FORMAÇÃO RH

FAEGRUPO


Estimativas das intensividades unitárias de geração de

emprego

EMPREGOS (PESSOA.ANO/MW)

28 para Fabricação e Instalação

2016 – 180 MW

5040 Trabalhadores Treinados

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Solar Chimney (SBP)


SITUAÇÃO NO BRASIL – FV

Incipiente – 20 - 30 MW instalados

Maiores – 1 MW

Resolução Normativa nº 482/2012

- Microgeração, até 100 kW e a Minigeração, de 100 kW a 1

MW.

- Sistema de Compensação de Energia – Troca de energia com a

distribuidora local.

534 centrais geradoras, sendo 500 com a fonte solar fotovoltaica,

19 eólicas, 10 híbridas (solar/eólica), 4 biogás e 1 hidráulica.

Tipicamente um sistema de 2,5-3,0 kW, R$25.000,00

tempo de retorno de 7-11 anos

FAEGRUPO


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https://www.ambienteenergia.com.br/index.php/tag/solar-fotovoltaica

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Solar Chimney (SBP)


ANEEL ESTÁ REVENDO PORTARIA 482

700.000 RESIDÊNCIA EM 2024 , COM 2GW INSTALADO

SITUAÇÃO NO BRASIL TÉRMICA

TERMOELÉTRICA

1 MW em Petrolina, em andamento

AQUECIMENTO DE ÁGUA

10.000 .000 m2 instalados, cerca 20 empresas

fornecedoras

FAEGRUPO


28/5/2015 53

MUITO OBRIGADO!

[email protected]

Tel 2126 7976

28/5/2015 54

mailto:[email protected]

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Quem Somos

A empresa LUZdoSOL, um “spin off” de um Grupo de Pesquisas em Energia Solar

da UFPE, que se propõe a realizar consultorias, projetos, estudos e P&D de sensores

solarimétricos para empreendimentos solares.

Produtos

Medição, Avaliação e Modelagem das irradiações total,

iluminância, PAR e UV

Serviços completo de Projeto, implantação, O&M e calibração de

estação solarimétrica . Análise dos dados).

Estudo de localização ótima de centrais solares

de grande porte (Fotovoltaicas ou Termoelétricas)

Medição & Modelagem Desenvolvimento Estudos

Para mais Informações [email protected] – Tel 21267976

www.luzdosolengenharia.com.br

Quem Somos

A empresa LUZdoSOL, um “spin off” de um Grupo de Pesquisas em Energia Solar

da UFPE, que se propõe a realizar consultorias, projetos, estudos e P&D de sensores

solarimétricos para empreendimentos solares.

Produtos

Desenvolvimento de Usinas solares.

Certificação de dados solarimétricos e da energia gerada

por usina solar.

Certificação de Dados solarimetricos e Energia

Desenvolvimento de projeto de Usina Solar

Para mais Informações [email protected] – Tel 21267976

www.luzdosolengenharia.com.br

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