caiite 2015 - energias renováveis: diversificação de matriz energética brasileira- prof. agnaldo

Energias renováveis: diversificação da matrizenergética brasileira

Mesa RedondaEixo 5: Desenvolvimento Econômico e Sustentabilidade

Agnaldo José dos Santos1

1UFAL/Campus do SertãoLaboratório de Energia Solar

Apresentação no CAIITE/Maceió-AL 19/06/2015

J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias renováveis CAIITE 2015 1 / 44

Tópicos da Apresentação

1 Energia Renovável - Introdução

2 Matriz energética

3 Aspectos técnicos - Energia solar

4 Cenários mundial e nacional

5 Considerações finais


Energia Renovável - IntroduçãoProblema Motivação

Quais as vantagens de se usar a energia renovável?

Por que devemos diversificar a matriz energética brasileira?

Baixo risco ambiental

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 podeser a Arábia Saudita das energias renováveis do século 21

Instalação de sistemas elétricos autônomos em locais semacesso a rede elétrica

Instalação de sistemas interligados(relação custo/benefício vantajosa!)


Introdução - MotivaçãoEnergia solar - Motivação

Por que devemos usar energia solar fotovoltaica?

A potência média de incidência anual no Nordeste - 200 a250W/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 anecessidade mundial de energiaM. Grätzel, Nature, 414, 338 (2001)

Queda acentuada dos preços dos painés solares a cada anofavorece a instalação de sistemas individuaisANEEL - Resolução Normativa N. 482 de 17/04/2012


Introdução - MotivaçãoMais uma transformação - Motivação

Energia solar produz energia elétricaEnergia elétrica produz água: Feira de Santana - Bahia125 escolas com água extraída do ar (Marca HNF - 2010)

http://economia.ig.com.br/empresas/empresa-lanca-maquina-que-produz-agua...


Introdução - Energias renováveisEnergias solar e eólica- Motivação

Energia solar - capacidade 1800 × GPECEnergia eólica - capacidade 200 × GPEC -Global Primary Energy Consumption

Nitsch, F.: Technologische und energiewirts chaftliche Perspektiven erneuerbarer Energien. German Aerospace Center. 2007


Introdução - Energias renováveisEnergia solar - Motivação: alta taxa de radiação solar no Brasil

Fonte: ATLAS de Irradiação Solar no Brasil (1998) - Irradiação: exposição à radiação


Introdução - Energias renováveisEnergia eólica - Motivação: Regiões favoráveis

ATLAS do potencial eólico brasileiroFonte: ANEEL


Introdução - Energia solarUtilização - Sistemas de aquecimento

Utilização: sistemas residenciais de aquecimento de água

Fonte: Google Imagens


Introdução - Energia solarUtilização - Geração de energia elétrica

Utilização: áreas de difícil acesso, semáforos, residências,laboratórios, sistemas interligados, satélites artificiais



Matriz energéticaEnergias renováveis

Consumo de energia primária no Brasil e no mundo em 2007Gráficos adaptados - F. M. Vichi, M. T. C. Mansor, Energia, meio ambiente e economia: o Brasil no contexto mundial, Quim.

Nova, 32, No. 3, 767 (2009)


Matriz energéticaOferta Interna de Energia Elétrica - OIEE

Boletim Mensal de Energia - Março/2015 http://www.mme.gov.br


Matriz energéticaProdução de energia primária - 2013 - 46% Renovável

BEN 2014 - Balanço Energético Nacional - Empresa de Pesquisa Energética MME http://www.mme.gov.br


Matriz energéticaEnergias renováveis - Alagoas × Brasil

Produção de energia primária em Alagoas ∼ 77% renovável

Balanço Energético de Alagoas - BEAL(2014)


Matriz energéticaGeração de eletricidade

Geração eólica: Crescimento de 100% de 2013-14Geração fotovoltaica: Crescimento de 452% de 2013-14

Matriz de capacidade instalada de geração deenergia elétrica out/2014 - ANEEL BIG (31-10-2014)

http://www.mme.gov.br/see/menu/boletimMonitoramento.html


Matriz energéticaSituação dos reservatórios das hidrelétricas

Necessidade de diversificação das formas geração de energiaSituação atual: NE 26,3%Sobradinho: Maior reservatório - 58,2% da capacidade do NE

Sobradinho em estado crítico: redução da vazão para 900m3/shttp://www.ons.org.br (12/06/2015)


Matriz energéticaSituação dos reservatórios das hidrelétricas

Energia armazenada no NE http://www.ons.org.br (12/06/2015)

situação semelhante a de 2001


Aspectos técnicos - Energia solarEnergia solar termoelétrica

Concentradores solares - Sistemas híbridos - solar/gás

Fonte: [r]evolução energética. Greenpeace (2010)



Sistemas termosolaresUsados principalmente nos Estados Unidos e Espanha

http://conhecimentopratico.uol.com.br/geografia/mapas-demografia/34/artigo194469-2.asp (12/12/2014)



Concentradores solares - Sistemas híbridos - solar/gásPot. de 10 a 25 KW - Motor Stirling



Aspectos técnicos - Energia solarTermelétrica

Shams-1 a maior usina por concentração de luz solar - Abu Dhabi100 MW – Custo USD$ 600 milhões - (Assistir!)


Aspectos técnicos - Energia solarSistemas PV - Tubarão-SC - 2014

Usina Fotovoltaica Cidade Azul - Tractebel Energia3MWp – 19.424 painéis - P&D Estratégico 013/2011 da ANEELCusto R$ 30 milhões - 10 hectares - atende 2,5 mil residências

Fonte: Tractebel Energia/Divulgação


Aspectos técnicos - Energia solarTermelétrica - Comparação entre espaços e preços de geração

Shams-1 a maior usina por concentração de luz solarAbu Dhabi - 100 MW – Custo USD$ 600 milhõesRazão custo/geração: USD$ 6,0/W (2013) ∼ 3 Km2

258.048 espelhos parabólicosCidade Azul (Tractebel) 19.424 painéis PVRazão custo/geração: R$ 10,0/W (2014)=USD$ 4,00/WObs.: Belo Monte R$ 30 Bilhões/4.500 MW + Transmissão(USD$ 3,5/W)Sobradinho: 4.214 km2 ' 1.400 × a área de Shams-1 × 100 MW= 140.000 MW ∼ 70 × a energia de Sobradinho60% da área de Sobradinho (2.500 km2 de painéis PV )atenderia todo o Sistema Interligado Nacional - SINNota Técnica EPE - Análise da Inserção da Geração Solar na Matriz Elétrica Brasileira. Rio de Janeiro (2012)

Capacidade instalada no Brasil em 2014: 132.000 MW


Aspectos técnicos - Energia solarCélulas fotovoltaicas - Eficiência ∼15%

Si MonocristalinoSiemens Solar

Si PolicristalinoRWE Solar

Células orgânicas flexíveis 3G

DSSCCélulas de Grätzel


Aspectos técnicos - Energia solarSistemas PV

1 Células solares são construídas individualmente2 Conectadas em série/paralelo e encapsuladas formam um painel3 Painéis podem ser usados avulsos ou em série/paralelo com

outros painéis, formando um agrupamento com alta corrente evoltagem de saída

4 Agrupamentos PV podem compor sistemas com componentes deregulagem e armazenamento de cargas


Aspectos técnicosSistemas PV Off-grid

1 Gerador fotovoltaico - série/PARALELO

2 Controlador de carga

3 Acumulador - baterias

4 Inversor - Consumidor5 Sistema autônomo

http://www.atomra.com.br/energia-renovavel-para-sua-residencia/


Aspectos técnicos - Energia solarSistemas PV Off-grid

1 Gerador fotovoltaico - série/PARALELO2 Controlador de carga3 Acumuladores - baterias (alto custo)4 Inversor

http://www.neosolar.com.br/images/...


Aspectos técnicos - Energia solarSistemas PV Off-grid

Sistema autônomoRestaurante do Castanha (Delmiro Gouveia-AL))

Fonte: Pesquisa de Campo - GPDTERN


Aspectos técnicos - Energia solarSistemas PV Grid-Tie

1 Gerador fotovoltaico - série/paralelo2 Inversor Grid-Tie

Mecanismo de proteção e sistema data loggerMedidor bidirecional (quatro quadrantes)Sistema interligado

http://www.neosolar.com.br/images...


Cenário mundial e nacionalCrescimento de instalações de sistemas PV

http://www.renovigi.com.br/noticias

Europa: 1 milhão de prédios (2014)370.000 empregos

Alemanha mais de 1 milhão de geradoresfotovoltaicos: 80% é de pequeno porte (< 1 MW)conectado em baixa tensão

Alemanha: 10% da pop. energia solar(23/07/2014 – 13-14h): 50% da energiade fonte fotovoltaica (24 GW)Os maiores produtores (2013):

Alemanha (32,4 GWp), 65 GWp (2020)Itália (16,2 GWp)EUA (7,7 GWp)China (7,0 GWp)Japão (6,9 GWp).

Previsão: mundo 600 GWp(2030 - AIE Agência Internacional de Energia)


Cenário mundial e nacionalRedução dos custos

Vida útil: 20 anos × 30 anosRedução de eficiência 1% × 0,1%Custo US$/Watt: (2 a 10) × 1Preço competitivo (concessionárias)Energia Solar × nuclear

Energy and economic analysis for large-scale integration of small photovoltaic systems in buildings: The case of a public locationin Southern SpainD. L. Talavera et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011) 4310–4319

Software de simulação: PV-SystTM (University of Jaén)


Cenário mundial e nacionalRedução dos custos - Projeção para 2035

Fonte: Gráfico adaptado - Technology Roadmap Solar Photovoltaic Energy,INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - 2014 Edition


Cenário mundial e nacionalMarcos regulatórios de geração fotovoltaica no Brasil

ANEEL - Resolução Normativa N. 482 de 17/04/2012Microgeração de energia <100 kWpCrédito - 36 meses na conta de luz (CPF ou CNPJ)http://www.solsticioenergia.com.br/sobre-energia-solar/resolucao-482-aneel/


Cenário mundial e nacionalMatriz de capacidade instalada no Brasil

Baixa capacidade instalada de energia solar fotovoltaicaApenas 83 sistemas interligados no Brasil - 03/2014Alto crescimento anual

Matriz de capacidade instalada de geração deenergia elétrica out/2014 - ANEEL BIG (31-10-2014)

http://www.mme.gov.br/see/menu/boletimMonitoramento.html


Cenário mundial e nacionalRedução dos custos no Brasil

Minha Casa Minha Vida - Projeto Juazeiro - Brasil SolairFundo Socioambiental - CEF1000 casas (residenciais Morada do Salitre e Praia doRodeadouro)

http://www.brasilsolair.com.br/projeto-juazeiro


Cenário mundial e nacionalPrimeiro leilão de energia solar no Brasil - R$ 7,1 Bi

6◦ Leilão de Energia de Reserva - 31/10/201431 empreendimentos solares (889,6 MW - NE: 18 UNID))31 eólicos (769,1 MW - NE: 31 UNID)Contratação total de 535,3 MWmédios - Total: 1.658,7 MWEnergia solar: R$215,12/MWh - deságio de 17,9%Energia eólica: R$142,34/MWh - deságio de 1,4%O fornecimento de energia deverá ser realizado a partir de 2017A energia solar no Brasil foi negociadaabaixo dos USD$ 90,00 o MWh (competitiva internacionalmente)http://www.mme.gov.br/see/menu/boletimMonitoramento.html


Considerações finaisOportunidade de negócios Para saber mais

Instalação da fábrica de painéis fotovoltaicos em AlagoasPure Energy Geração de Energia LtdaR$ 40 milhões - 54 empregos diretos, 102 mil m2

Polo Multifabril José Aprígio Vilela, Marechal Deodorohttp://www.alagoas24horas.com.br/conteudo/?vCod=157220

Revolução da energia: Com a redução dos custos deequipamentos será possível arrendar o teto das nossascasas para que empresas forneçam energia PV, ficando oconsumidor residencial livre do pagamento da conta de luzJS Agnaldo.

BEN 2014 EPE - MMEBEAL2014 SEPLAN-ALManual de FotovoltaicoLivro: Energia Fotovoltaica: manual sobre tecnologias, projecto e instalação


Considerações finaisOportunidade de negócios Para saber mais

Fonte: [r]evolução energética. Greenpeace (2010)


Agradecimentos

OBRIGADO!

Contato: [email protected]


caiite 2015 - energias renováveis: diversificação de matriz energética brasileira- prof. agnaldo

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