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Foz do Iguaçu – Novembro 2016

A Energia Solar e o Potencial Fotovoltaico do Estado do Paraná:

Barreiras e Perspectivas

Prof. Dr. Gerson M. Tiepolo - [email protected]

Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR

Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – DAELT

Grupo de Energia Solar e Sistemas Fotovoltaicos

Laboratório de Energia Solar - LABENS


Mas olhando mais de

perto.......

Foz do Iguaçu – Novembro 2016 Olhando mais de perto......


É esta a herança que

queremos deixar para a atual e

futuras gerações?

Como podemos ajudar?


MATRIZ ELÉTRICA

GLOBAL E BRASIL


A

B

Percentual de

participação das fontes

de energia na Matriz

Elétrica - Global (A) e

Brasil (B)

Hidrotérmica

dificuldade de expansão

devido principalmente

aos impactos sociais e

ambientais

necessidade de

investimentos em outras

fontes, como a Solar

Fotovoltaica.


Consumo de Energia Elétrica no Brasil – Histórico e Projeção no Horizonte 2050

Como suprir esta

Demanda

Adicional de

Energia Elétrica

até 2050? 522,8 (2015)

1.100


• Sistemas Fotovoltaicos - Capacidade Instalada Total

• GLOBAL

• 227,1 GW em 2015 (acréscimo de 50,1 GW e alta de 28,3% em

relação a 2014);

• China com 43,5 GW (3,1 ITAIPU´s) - 36,75 GW nos últimos três

anos;

• Alemanha com 39,7 GW;

• Japão com 34,4 GW;

• Estados Unidos com 25,6 GW;

• Itália com 18,9 GW;

• BRASIL

• 53 MW (0,023% da capacidade instalada Global);

• Paraná: 2,1 MW (3,96% da capacidade instalada no Brasil)


ENERGIA SOLAR - POTENCIAL

• Menos de 2 horas da energia solar que chega

a superfície da Terra fornece o equivalente a

toda energia consumida no planeta em 2012 e

que foi de aproximadamente 161.000 TWh.

• Ao se considerar a projeção de consumo

energético global para 2040 que é de

aproximadamente 238.000 TWh, ainda assim

seriam necessárias aproximadamente 2:30

horas, o que mostra o excelente potencial da

energia solar que pode ser explorado.


• Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFVCR): utilizados em ambiente urbano como forma de geração distribuída, instalados sobre as coberturas de edificações ou integrados às mesmas;

• Resolução 482/2012 da ANEEL: estabelece a regulamentação de microgeração e minigeração e possibilita conectar estes sistemas à rede elétrica, no modelo de compensação de energia;

• Entretanto, pouco se conhece sobre o potencial existente no estado do Paraná;


IRRADIAÇÃO SOLAR NO

BRASIL


• O Atlas Brasileiro de Energia Solar – 2006 mostra a média anual do total

diário de irradiação solar global incidente no território brasileiro, sendo que

o valor máximo de irradiação global ocorre no norte do estado da Bahia,

próximo à fronteira com o estado do Piauí, com predominância de clima

semi-árido com baixa precipitação ao longo do ano (aproximadamente

300mm/ano) e a média anual de cobertura de nuvens mais baixa do

Brasil;

• Em contrapartida, a menor irradiação solar global ocorre no litoral norte de

Santa Catarina, caracterizado pela ocorrência de precipitação bem

distribuída ao longo do ano.


• Os valores de irradiação solar global incidente em qualquer região do

território brasileiro são superiores aos da maioria dos países da União

Europeia, onde projetos para aproveitamento de recursos solares foram

impulsionados com fortes incentivos governamentais;

Foz do Iguaçu – Novembro 2016 Mapa de Irradiação Global Horizontal - média diária anual Mapa de Irradiação no Plano Inclinado - média diária anual


Curva de Carga

o Ar condicionado

(refrigeração e

aquecimento);

o Iluminação;

o Outras cargas;

Incidência de

Radiação Solar

o Curitiba e Região Metropolitana

o Sistema COPEL


MAPA FOTOVOLTAICO

DO ESTADO DO PARANÁ

TOTAL ANUAL


• POTENCIAL FOTOVOLTAICO DO ESTADO DO PARANÁ


Irradiação Anual Média Alemanha ~= 1.250 kWh/m².ano

Matinhos ~= 35% superior

o Irradiação e de Produtividade Total Anual:

o Cidade com Menor média Anual: Matinhos com 1.687 kWh/m².ano e 1.265

kWh/kWp.ano;

o Cidade com Maior média Anual: Prado Ferreira com 2.107 kWh/m².ano e

1.580 kWh/kWp.ano;

o 321 municípios do estado possuem Irradiação Total (HTOT) Anual Média

acima de 2.000 kWh/m².ano (inclusive), o que corresponde a 80,45% de todo

o estado do Paraná;


ATLAS FOTOVOLTAICO



PRIMAVERA


VERÃO


OUTONO


INVERNO


Meses

Irradiação (HTOT) Diária média Mensal e Sazonal em

kWh/m².dia

Produtividade Gerada Estimada Diária média Mensal e

Sazonal em kWh/kWp.dia para SFV com inclinação

igual a latitude, orientação norte e TD 75%

Mínima Máxima Média Mínima Máxima Média

JANEIRO 4,66 6,46 5,73 3,50 4,85 4,30

FEVEREIRO 4,88 6,13 5,74 3,66 4,60 4,30

MARÇO 5,01 6,34 5,95 3,76 4,76 4,46

ABRIL 4,53 5,96 5,45 3,40 4,47 4,09

MAIO 4,15 5,16 4,79 3,11 3,87 3,59

JUNHO 3,86 5,22 4,79 2,90 3,92 3,59

JULHO 3,61 5,32 4,66 2,71 3,99 3,50

AGOSTO 4,31 6,04 5,59 3,23 4,53 4,19

SETEMBRO 4,05 6,08 5,57 3,04 4,56 4,18

OUTUBRO 4,42 6,34 5,59 3,32 4,76 4,20

NOVEMBRO 4,61 6,10 5,73 3,46 4,58 4,30

DEZEMBRO 4,65 6,15 5,74 3,49 4,61 4,30

PRIMAVERA 4,48 6,08 5,63 3,36 4,56 4,22

VERÃO 4,76 6,21 5,73 3,57 4,66 4,30

OUTONO 4,63 5,77 5,40 3,47 4,33 4,05

INVERNO 4,03 5,47 5,01 3,02 4,10 3,76

Valores de Irradiação no plano inclinado (HTOT) e de Produtividade Gerada Estimada Diária Média Mensal e Sazonal no estado do Paraná


MAPA FOTOVOLTAICO


GLOBAL HORIZONTAL


PRIMAVERA - GLOBAL


VERÃO - GLOBAL


OUTONO - GLOBAL


INVERNO - GLOBAL


Plano Inclinado

Global Horizontal

Total Anual Total Anual

Maior Irradiação

Acumulada no Ano


COMPARAÇÃO DO

POTENCIAL FOTOVOLTAICO


COM O BRASIL


oIrradiação e de Produtividade por estado no Brasil:

oMenor valor Total Anual apresentado no Brasil: Santa Catarina com 1.644 kWh/m².ano e 1.233 kWh/kWp.ano;

oMaior valor Total Anual apresentado no Brasil: Bahia com 2.246 kWh/m².ano e 1.684 kWh/kWp.ano;


oIrradiação e Produtividade Média por estado/UF no Brasil:

oMenor MÉDIA Total Anual apresentado no Brasil: Santa Catarina com 1.852 kWh/m².ano e 1.389 kWh/kWp.ano;

oMaior MÉDIA Total Anual apresentado no Brasil: Distrito Federal com 2.156 kWh/m².ano e 1.617 kWh/kWp.ano;

oMÉDIA Total Anual apresentado no Brasil: 2.001 kWh/m².ano e 1.501 kWh/kWp.ano;


o12 estados apresentam médias inferiores ao Paraná;

o14 estados apresentam médias superiores;

oMédia do estado do Paraná praticamente igual à média obtida no Brasil (diferença inferior a 1%);

oEstados que apresentaram as maiores médias do Total Anual: Distrito Federal, Goiás e Piauí;


oEm termos de Paraná, Prado Ferreira é o município que apresenta a maior média do estado;

oA sua Média Total Anual de Irradiação e Produtividade Estimada é de 2.107 kWh/m².ano e 1.580 kWh/kWp.ano respectivamente, sendo aproximadamente 2% inferior as 3 maiores médias dos estados no Brasil (Distrito Federal, Goiás e Piauí);


oEm relação aos maiores valores de irradiação e de produtividade estimada Total Anual encontrados no Brasil e no Paraná, o ponto com o maior valor no Brasil ocorre no norte do estado da Bahia próximo à divisa com o sul do Piauí com valores de 2.246 kWh/m².ano e 1.684 kWh/kWp.ano, e no Paraná o ponto com maior valor ocorre no município de Sertaneja com valores de 2.119 kWh/m².ano e 1.589 kWh/kWp.ano, e que representa 5,6% inferior ao máximo encontrado;

oEntretanto, o estado do Paraná apresenta uma média apenas 3,34% inferior a média do estado da Bahia.


COMPARAÇÃO DO

POTENCIAL FOTOVOLTAICO


COM A EUROPA


oMédia Total Anual encontrada no estado do Paraná só é inferior à Média encontrada em Chipre (em torno de 10% inferior), e a Malta (em torno de 8% inferior);

oPraticamente a mesma Média encontrada em Portugal (0,52% inferior), e Superior aos demais 30 países contidos neste levantamento;

oA Média do Paraná é 58,75% superior ao da Alemanha, 13,48% superior ao da Itália, 1,97% superior à Espanha, 31,28% superior à França, 60,46% superior a Bélgica e 71,19% superior ao Reino Unido (representam aproximadamente 50% da capacidade instalada global em 2013);


ATLAS FOTOVOLTAICO

BRASILEIRO


CONSIDERAÇÕES FINAIS

Leilão de Energia Solar – participação em Leilões de Reserva

o Leilão em Pernambuco (2013): 122 MW e preço médio de 228,63 R$/MWh;

o 1º Leilão de Energia Solar Fotovoltaica no Brasil pela ANEEL em 08/2014 Suprimento

em 1º de outubro de 2017 (890 MW, Garantia Física: 202 MW Médios);


em 1º de agosto de 2017 (834 MW, Garantia Física : 233 MW Médios);

o Investimentos da ordem de R$10 Bilhões;

o Aproximadamente 2GW a serem instalados até 2017 e +/- 6.000 empregos

gerados;


em 1º de novembro de 2018 (929 MW, Garantia Física : 246 MW Médios);

o 4º Leilão: previsto para 16 de dezembro de 2016


Maiores SFVCR no Brasil (Potência Fiscalizada):

o Pituaçu Solar: 0,404 MW (Salvador – BA);

o Algar Tech: 0,655 MW (Uberlândia – MG);

o Fazenda Solar: 0,900 MW (Alta Floresta – MT);

o MegaWatt Solar: 0,930 MW (Florianópolis – SC);

o Tauá: 1 MW (Tauá - Ceará);

o Tanquinho: 1,082 MW (Campinas - SP);

o Salto Alto do Rodrigues: 1,100 MW (Alto do Rodrigues – RN);

o Central Mineirão: 1,418 MW (Belo Horizonte – MG);

o Sol Moradas Salitre e Rodeadouro: 2,103 MW (Juazeiro – BA) – projeto Minha Casa Minha Vida ;

o Nova Aurora: 3,068 MW (Tubarão - SC);

o Fontes Solar I: 5 MW (Tacaratu – PE);

o Fontes Solar II: 5 MW (Tacaratu – PE);


• Oportunidades

• O consumo total de energia elétrica em 2014 no Paraná foi de

aproximadamente 29,5 TWh, o que representou algo em torno de 5,5%

do consumo total do Brasil no mesmo ano (532,6 TWh);

• As projeções de demanda na matriz elétrica brasileira indicam um

consumo de 1.624 TWh em 2050, o que em termos de Paraná

representaria algo em torno de 90 TWh, ou acréscimo de

aproximadamente 60 TWh em relação ao consumo de 2014;

• Levando-se em conta a produtividade média apresentada no Paraná e

a capacidade instalada em SFVCR na Alemanha até 2015 de 39,7GW,

caso esta potência fosse instalada no estado, este seria capaz de

gerar em média 59,15 TWh.ano, o equivalente ao incremento de

energia elétrica necessário até 2050 no estado;


• Oportunidades

• Governo Federal isentou recentemente a cobrança das alíquotas de

PIS e COFINS para a geração distribuída no modelo de compensação

de energia, ficando a cargo dos estados quanto a isenção da alíquota

de ICMS na parcela de energia elétrica a ser compensada;

• ICMS 16

• Até Novembro/2016, 20 estados mais o Distrito Federal já

haviam aderido à isenção do ICMS;


Convênio ICMS Data Estado(s)/Distrito

81/2016 22/08/2016 PA

75/2016 21/07/2016 PB/PI/RO/RR/SE

16/15 22/04/2015 GO/PE/SP

44/15 23/06/2015 RN

52/15 21/07/2015 CE/TO

130/15 26/11/2015 BA/MA/MT/DF

157/15 30/12/2015 AC/AL/MG/RJ/RS

o estado do Paraná ainda não aderiu

ICMS 29%


17/11/2016 - MME inaugura 1ª Usina Solar distribuída em prédio do Governo Federal


Hidrotérmicas

Nuclear Fissão

Eólica Solar

Biomassa Hidrotérmicas

Nuclear Fusão

Solar Eólica

Biomassa Hidrogênio

Atualmente FUTURO??


• Principais Pesquisas em desenvolvimento

• Acompanhamento dos SFVCR instalados na UTFPR (Sede Centro –

EV, e Sede Neoville), e fatores que influenciam no desempenho;

• Determinação do Potencial de Radiação Solar e Fotovoltaico no

Estado do Paraná:

• Atlas de Energia Solar do estado do Paraná;

• Versão WEB interativa com simulador de produção de energia

elétrica;


OBRIGADO

Prof. Dr. Gerson M. Tiepolo - [email protected]

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