Prof. Dr. Federico Bernardino Morante Trigoso

Centro de Engenharia, Modelagem e Cincias Sociais Aplicadas

FONTES RENOVVEIS DE ENERGIA

CAPTULO 2:

Energia Elica: evoluo da tecnologia

Evoluo da tecnologia

Capacidade elica instalada

Faixa de penetrao da energia elica

Avanos tecnolgicos

Energia elica no Brasil

Desafios por vencer

Previso dos ventos

Preo do kWh elico

Bibliografia

PRINCIPAIS TPICOS

EVOLUO DA TECNOLOGIA

Avanos tecnolgicos, incentivos governamentais eperspectiva de contribuir para redues significativasdas emisses de gases de efeito estufa tm feitoexplodir o uso da energia elica e, paralelamente,reduzir seu custo.

Sua principal utilizao tem sido na injeo de energiaeltrica em redes nacionais ou regionais, principalmenteem construes em terra firme (on-shore).

Tambm vem crescendo, sobretudo na Europa, agerao nas plataformas continentais (off-shore), almde eventuais aplicaes em pequenos sistemas,alimentando ilhas e reas isoladas.

Capacidade elica instalada agregada global (1990 2009)(Fonte: IPCC 2011)

CAPACIDADE ELICA INSTALADA

O mercado global de energia elica tem se expandidorapidamente, tendo saltado de uma capacidadeinstalada de 6,1 GW em 1996, para quase 200 GW aofinal de 2010, o que se aproxima a uma taxa anual decrescimento de quase 30%.

Capacidade de gerao elica acumulada dos 10 principais pases (2006 2009)

(Fonte: IPCC 2011)

Estados Unidos e China, juntos, somam 43% dacapacidade instalada global, enquanto a China foiresponsvel por 50% do crescimento em 2010.

CAPACIDADE ELICA INSTALADA

Capacidade elica adicionada por regies (2006 2009)(Fonte: IPCC 2011)

A crise financeira atingiu mais diretamente o mercadonorte-americano que, em 2010, instalou quase 50% amenos do que havia instalado no perodo anterior. AEuropa tambm reduziu o ritmo de crescimento, mas aChina, em 2010, incorporou 18,9 GW, o que representa50% da nova capacidade instalada nesse ano.

CAPACIDADE ELICA INSTALADA

Contribuio relativa no fornecimento de energia eltrica nos Estados Unidos e na Europa at 2009 (Fonte: IPCC 2011)

FAIXA DE PENETRAO DA ENERGIA ELICA

Uma penetrao na faixa de 20% perfeitamenteabsorvvel sem grandes impactos econmicos nas matrizeseltricas dos diversos pases.

Mdia anual aproximada da gerao eltrica baseada em fonte elica de 20 pases e sua porcentagem de penetrao na matriz entre 2006 e 2009

(Fonte: IPCC 2011)

A energia elica vem ocupando um grande espao namatriz eltrica mundial, com participao, em 2010, de1,6% nessa matriz, e perspectiva de atingir 20% em 2050.

FAIXA DE PENETRAO DA ENERGIA ELICA

AVANOS TECNOLGICOS

Vrias so as reas de potencial desenvolvimentotecnolgico, elas incluem:

Conceitos avanados de torres (torres mais altas em stiosde difcil localizao; novos materiais e processos; fundaese estruturas avanadas).

Maiores rotores (materiais avanados; projeto estruturalmelhorado; controles passivos e ativos; maiores velocidadesde ponta do rotor com menor acstica).

Reduo de perdas e aumento da disponibilidade; trens deengrenagens avanados (entre outros avanos, menornmero de estgios ou conexo direta dos geradores;geradores de baixa e mdia velocidades; geradores de impermanentes).

Otimizao dos processos produtivos.

Evoluo da alturadas torres elicas

Evoluo do dimetro das ps

das turbinas elicas

AVANOS TECNOLGICOS

Crescimento no tamanho das turbinas elicas comerciais tpicas(Fonte: IPCC 2011)

AVANOS TECNOLGICOS

O tamanho individual das mquinas comerciais cresceude 75 kW, em meados da dcada de 1980, para umamquina padro atual na faixa de 2,5 MW a 3,0 MW.

Propostas de fixao de turbinas elicas off-shore (Fonte: IPCC 2011)

Torres fixas Torres flutuantes

AVANOS TECNOLGICOS A tecnologia off-shore est ainda em um nvel dematurao inferior ao das turbinas on-shore, com custos deinvestimento e operacionais mais elevados, porm, natecnologia off-shore no h restries de transportesencontradas nas estradas.

FABRICANTES DE TURBINAS ELICAS

Dez maiores fabricantes de turbinas elicas em 2010 (Fonte: Bayar, 2011)

Empresa Pas Capacidade

instalada

(MW)

Percentual

do mercado

(%)

Vestas Dinamarca 5.842 14,8

Sinovel China 4.386 11,1

GE Energy Estados Unidos 3.796 9,6

Goldwind China 3.740 9,5

Enercon Alemanha 2.846 7,2

Suzlon ndia 2.763 6,9

Dongfang Electric China 2.624 6,7

Gamesa Espanha 2.587 6,6

Siemens Wind Dinamarca/

Alemanha

2.325 5,9

United Power China 1.600 4,2

ENERGIA ELICA NO BRASIL

No Brasil a capacidade instalada saltou, de poucomenos de 30 MW em 2005, para mais de 1 GW emmeados de 2011, o que representa um aumento anualde mais de 100%, com perspectivas de superar 7 GWem 2014.

O ponto de partida do crescimento da energia elicano Brasil foi o marco legal estabelecido pela Lei no10.438 de 2002, que instituiu o Programa de Incentivos Fontes Alternativas (Proinfa).

O arcabouo vigente do setor eltrico brasileirorelacionado com a energia elica foi a Lei no 9.074/1995que criou as figuras do Produtor Independente deEnergia e do Consumidor Livre e o Decreto no2.003/1996 que regulamentou essa Lei.

ENERGIA ELICA NO BRASIL

O modelo adotado para a implantao do Proinfaconstituiu-se em um hbrido dos principais mecanismosadotados para incentivar as fontes renovveis.

havia um importante componente de um sistema defeed-in-tariff (tarifa premio), entretanto, toda aaquisio da quota de 1,1 mil MW, prevista em lei, deu-se em um nico dia embutindo o conceito de leilocompetitivo.

As causas do atraso na implementao dos projetos deenergia elica foram vrias: dificuldades de obteno delicenciamento ambiental, de financiamento e defornecedores de equipamentos em tempo hbil.

O fator apontado como principal responsvel peloatraso de implementao de parques elicos foi aexigncia de um ndice de nacionalizao de 60% dosequipamentos.

DESAFIOS POR VENCER

Apesar da exploso recente do mercado, ainda existemvrios desafios colocados para a consolidao ecrescimento sustentvel da energia elica no Brasil,garantindo a expanso do parque industrial aindanascente:

Expanso do mercado para energia elica.

Falta de uma poltica sustentvel de incentivos srenovveis.

Instalao de plantas de montagem no Brasil e ainexistncia de uma tecnologia nacional.

Necessidades de reforo nas infraestruturas detransmisso e logstica.

Mitigao do impacto ambiental e licenciamento.

Previso dos ventos.

PREVISO DOS VENTOS

Em sua primeira verso de 2001 o Atlas do PotencialElico Brasileiro desenvolvido pelo CEPEL e outrasinstituies apresenta um potencial bruto de geraoelica de 143,5 GW e uma gerao de 272, 2 TWh/ano.

Este primeiro atlas foi feito com base nos aerogeradoresdisponveis comercialmente na poca, a 50 m de altura ecom uma densidade mdia de ocupao do terreno de 2MW/km2, que um valor bastante conservador.

O potencial elico brasileiro on-shore a 100 m ainda no plenamente conhecido e as informaes do potencialoff-shore so praticamente inexistentes.

possvel que o potencial elico brasileiro a 100 m seaproxime de 500 GW.

PREVISO DOS VENTOS

O PREO DO MWh ELICO

No Brasil o preo da energia eltrica de origem elicaoferecido nos leiles tornou esta fonte elica uma dasmais competitivas, em um portflio diversificado, queinclui opes de diversas fontes fsseis, alm das demaisrenovveis.

A energia elica poder vir a competir mesmo comalgumas hidreltricas, assim por exemplo, no leilo deagosto de 2011 foi atingido o patamar de R$ 99,5/MWh

Corrigido pelo IGP-M para valores correntes em agostode 2011, o preo mdio pago atualmente para a energiaelica de R$ 301,00/MWh

Panorama do setor da energia elica desde o Proinfa at os leiloes de agosto de 2011 (Fonte: EPE, 2011)

Indicadores Proinfa 2009 2010 2011 (A-3) 2011 (A-5) TotalNmero de usinas 53 71 70 78 39 311Capacidade instalada (MW) 1.288 1.806 2.048 1.929 976,5 8.047,5Capacidade mdia(MW mdios)

408 753 899 832 478,5 3.370,5

Fator de capacidade (%) 31,7 41,7 43,9 43,1 49,0 41,9Energia anual contratada(GWh)

3.580 6.600 8.626 7.265 3.966 30.037

Preo histrico mdio(R$/MWh)

180-205 148,39 130,86 99,0 105,12 ---

Preo histrico mdio(US$/kWh)

6,5 8,5 7,4 6,3 5,7 ---

Preo corrigido atual(R$/MWh)

301,4 163,5 134,0 99,0 105,12 ---

Taxa de reduo (%) --- 46 18 26 -6 67*Giro financeiro (bilhes R$) 21,3 21,6 21,8 14,5 8,5 87,7

* At o leilo 2011 A-3

PANORAMA DA ENERGIA ELICA NO BRASIL

FADIGAS, Eliane A. Faria Amaral. Energia Elica. SoPaulo: Editora Manole Ltda., 1 edio, 2011, 285 p.

ORTEGA RODRGUEZ, Mario. Energas Renovables.Madrid: Editorial Thomson Paraninfo, 1 edio, 2001,336 p.

SORENSEN, B. Renewable Energy. USA: Elsevier Inc. 3edio, 2004, 928 p.

TOLMASQUIM, M.T. (org.). Fontes renovveis de energiano Brasil. Rio de Janeiro: Editora Intercincia, 1 edio2003, 515 p.

VEIGA, Jos Eli da (org.). Energia Elica. So Paulo:Editora Senac, 1 edio, 2012, 213 p.

BIBLIOGRAFIA