geração distribuída de energia elétrica dr. joão carlos camargo [email protected]...
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geração transmissão
distribuiçãodemanda
O SISTEMA ELÉTRICO TRADICIONAL
geração transmissão
distribuiçãodemanda
geração distribuídaGD
CUSTOS DE EXPANSÃO EVITADOS
A GERAÇÃO DISTRIBUÍDA
Geração Distribuída
• Pequenos geradores de energia instalados junto ou próximo do consumidor conectados à rede de distribuição da concessionária.
4
6,89,7
9,6
14,7
14,1
37,159,3
62,6
63,3
106
151,187,2
39,6
28,8
1924
1929
1934
1939
1944
1949
1954
1959
1964
1969
1974
1979
1984
1989
1994
Tamanho médio de novas plantas nos EUA em MW/planta (amostra de 13566 plantas de 50 KW a 1300 MW)
Geração Centralizada x Distribuída
O que está impulsionando a Geração Distribuída?
• Reestruturação do Setor Elétrico;
• Avanço tecnológico;
• Novas regulamentações ambientais;
Quais as principais aplicações para a geração distribuída?
• Corte do pico de carga• Cogeração• Suporte à rede de energia• Sistemas remotos e/ou isolados
Principais tecnologias GD
Tecnologia Fonte combustível
Interface Pequena
< 100 kW
Média
0,1 a 1 MW
Grande
> 1 MW
Turbinas a gás Combustível
Fóssil e Biogás
Conexão Direta
Geração em CA
X
MCI Combustível
Fóssil e Biogás
Conexão Direta
Geração em CA
X X X
PCH Renovável Conexão Direta
Geração em CA
X
Eólica Renovável Conexão Direta
Geração em CA
X X X
Fotovoltaica Renovável Geração CC
Inversor
X X X
Microturbina Combustível
Fóssil e Biogás
Geração CA
Inversor
X X
Célula a combustível
Renovável
Não Renovável
Geração CC
Inversor
X X X
Principais tecnologias GD
Vantagens da GD
• Benefícios– Aos consumidores
• qualidade da energia• confiabilidade aumentada• flexibilidade para reagir aos preços
– Às concessionárias• investimento evitado • novos mercados (aplicações remotas)
– À economia• alavancagem de uma nova indústria
– Ao ambiente• diminuição dos impactos
Desvantagens da GD
• Aumento da complexidade do gerenciamento da rede;
• Interferência na qualidade da energia na rede.
GD e a interconexão à rede
G G
CARGAS
GERAÇÃODISTRIBUIDA
CONCESSIONARIA
S.I.
CONSUMIDOR
Ponto de interconexão
A Interconexão à rede não é uma questão simples: preocupações das concessionárias
• Sistemas de distribuição são projetados para operação em um sentido.
• Segurança do pessoal e a estabilidade da rede são as principais preocupações.
• Distribuidoras são relutantes em confiar em sistemas de proteção não familiares instalados pelo consumidor.
• Uso de pacotes integrados de interconexão desconhecidos pela concessionárias.
A Interconexão à rede não é uma questão simples: preocupações dos consumidores
• Custos da interconexão pode inviabilizar pequenos projetos de geração;
• Falta de padronização dos equipamentos de interconexão;
• Exigências diferentes para diferentes concessionárias;
Projeto CPFL – Geração Distribuída
• Objetivo: avaliar algumas tecnologias de GD através da instalação de um site de geração no HC da Unicamp.
• Tecnologias utilizadas: Célula a Combustível, Microturbina a gás, Painéis fotovoltaicos.
Projeto CPFL – Geração Distribuída
• Ciclo I – 2002/2003 – Estudo sobre GD• Ciclo II – 2003/2004 – Célula a
combustível;• Ciclo III – 2004/2005 – Microturbina a gás• Ciclo IV – 2005/2006 – Fotovoltaico• Ciclo V – 2006/2007 – Instalação do site e
operação conectada das fontes.
Projeto CPFL – Geração Distribuída
MICROTURBINA A GÁS - CAPSTONE
CARACTERÍSTICA VALOR NOTA
Tensão Saída (L-L) 150 – 480 VAC 87 – 277 (L-N)
Freqüência saída 10 – 60 Hz Ajustável pelo usuário
Regulação tensão +/- 5% Estado permanente
Corrente máxima transitória 76 APK 10 segundos
Corrente máxima reg. Permanente
46 A rms Corrente rms
Potência transitória máxima 45 kW 480 VAC, ISO
Potência continua máxima 30 kW 480 VAC, ISO
Tempo partida a frio 120 segundos Tempo partida turbina
Carga instantânea máxima 30 kW Após partida turbina
Formas operação:- Conectada a rede (grid connected)- Isolada (stand alone)
CÉLULA A COMBUSTÍVEL
CaracterísticasCélula tipo PEMPotência saída: 5 kWConsumo H2 : 5 m3/hNível máximo CO: 10 ppm
REFORMADOR GÁS NATURAL
CaracterísticasReformador autotérmico gás naturalCapacidade produção: 5 m3 H2 /hPureza H2 produzido: 99,99%Nível máximo CO: 10 ppm