geração ernc - experiência brasileira -...
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CONGRESSO BIENAL INTERNACIONAL 2015
Reive Barros dos SantosDiretor
23 de novembro de 2015
Santiago – Chile
Geração ERNC - Experiência Brasileira
222
Governança Setorial
Aspectos institucionais
Missão“Proporcionar condições favoráveis para que o mercado de energia
elétrica se desenvolva com equilíbrio entre os agentes e em benefício da sociedade.”
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Capacidade instalada de
Geração atual
139.094 MW
Mais 41 mil MW
previstos até 2020
Hidrelétrica67%
Térmica28%
Eólica3%
Outras fontes
2%
Uma matriz cada vez mais limpa.
Mais de R$ 400 milhões anuais em investimentos de P&D para melhoria da
eficiência e diversificação da matriz
O Sistema Elétrico Brasileiro
444
O Sistema Elétrico Brasileiro
4.000 km
Sistema Interligado
Sistema Isolado
125.644 Km de linhas de transmissão em operação
Contratação de 23.800 kmaté 2018
Investimentos de R$ 34 bilhões
Sistema Isolado: geração térmica de combustível fóssil
PARQUE EÓLICO
RESERVATÓRIO
TÉRMICA A BIOMASA
BATERIAS DE PARQUES EÓLICOS
TÉRMICAS A BIOMASACENTRAIS SOLARES
Fonte: EPE
Reservatórios das hidrelétricas
Potencial Eólico e Solar no Brasil
A irradiação diária média anual varia entre 1.500 e2.400 kWh/m2/ano, valores que são significativamentesuperiores à maioria dos países europeus:Alemanha: 900 – 1.250 kWh/m2/anoFrança: 900-1.650 kWh/m2/anoEspanha: 1.200 -1.850 kwh/m2
SolarEólico
Um novo mapa está sendo elaborado (medição acima de 100m). A expectativa é que o potencial chegue a 300 GW.
* Valores estimados para instalações com altura de 50m do solo.
Geração Centralizada Interligada
Mini e Micro Geração
Distribuída
Sistemas Isolados
Energia Elétrica de fontes renováveis não convencionais – ERNC no Brasil
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Fase/Tipo Nº de Usinas Potência Instalada [kW]
Operação 25 25.233
A serem construídos
40 1.142.975
Total 65 1.168.208
Empreendimentos outorgados (solar e eólica)
ERNC Centralizada – Cenário atual
Fase/Tipo Nº de Usinas Potência Instalada [kW]
Operação 274 6.700.433
A serem construídos
460 10.958.366
Total 734 17.658.799
111111
Empreendimentos registrados, ainda sem outorga (solar e eólica*)(Empreendimentos detentores de Despacho de Requerimento de Outorga – DRO)
Nº de Usinas Potência [kW]
839 22.797.996
ERNC Centralizada – Cenário atual
Nº de Usinas Potência [kW]
178 4.713.600
* DRO de eólicas possui validade de 1 ano.
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Leilões de Energia de Fontes Solar e Eólicas
ERNC Centralizada – Cenário futuro
Fonte Investimento Previsto MWmedPmédio total
(R$/MWh)
Eólica(de 2009 a 2015) 59,114 bilhões de reais 6629,7 127,81
Solar (2014 e 2015) 12,88 bilhões de reais 678,9 274,53
Quantidades e Preços médios negociados:
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31 empreendimentos de energia solar contratados no Leilão
preço da energia solar caiu de R$ 262/MWh, para o preço médio final de R$ 215/MWh (87 usd)
preço menor do queUS$ 90/MWh – deixa o Brasilentre os países com menorpreço para essa fonte(1 usd = R$ 2,47)
331 usinas habilitadastotalizando 8.871MW
31 usinas vencedoras totalizando 202,1MWmed
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ERNC Centralizada – Cenário futuro
Leilão de Energia de Reserva 2014 – Empreendimentos Solares Fotovoltaicos
141414
30 empreendimentos de energia solar contratados no Leilão
preço da energia solar caiu de R$ 349/MWh, para o preço médio final de R$ 301/MWh (84 usd)
preço menor do queUS$ 90/MWh – deixa o Brasilentre os países com menorpreço para essa fonte(1 usd = 3,58)
341 usinas habilitadastotalizando 11.261MW
30 usinas vencedoras totalizando 232,9MWmed
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ERNC Centralizada – Cenário futuro
1º Leilão de Energia de Reserva de 2015 – Empreendimentos Solares Fotovoltaicos
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Eólica – Evolução da capacidade instalada até 2019
(ABEEólica, março de 2015 http://www.portalabeeolica.org.br/)
ERNC Centralizada – Cenário futuro
Brasil - Estimativa de Evolução da Capacidade instalada até 2024Em verde: Outras fontes Renováveis = ERNC
ERNC Centralizada – Cenário futuro
Participação das fontes na capacidade instalada de geração de energia elétrica em 2018 e 2024 no Brasil. (OFR = ERNC).
ERNC Centralizada – Cenário futuro
Cenário de crescimento na participação de ERNC, com redução da participação de UHEs e Térmicas.
Acréscimo de capacidade instalada até 2024 no Brasil, por região.Fontes: Eólica, Biomassa e Solar
ERNC Centralizada – Cenário futuro
Crescimento maior previsto na região nordeste.
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Troca de energia entre Consumidor e a Distribuidora, sem circulação de $. A rede é uma bateria virtual.
Não é um modelo de comercialização de energia.
Geração Distribuída - GD é uma ação de eficiência energética e gera benefícios para a rede.
Micro GD
• < 100 kW
Mini GD
• 100 kW até 1 MW
Fontes Incentivadas
Eólica Solar Hidráulica Biomassa Cogeração
Em contrapartida, consumidor-gerador obtém benefícios com a compensação da energia gerada na fatura.
Conectadas na distribuição por meio de unidade consumidora
Sistema de compensação de energia elétrica
Resolução Normativa nº 482/2012 – Net Metering
Micro e MinigeraçãoDistribuída
202020
Consumo Geração
Faturamento pela diferença entre consumo e geração
Eventuais créditos podem ser utilizados em até 36 meses
Possibilidade de utilização de créditos em outras unidades consumidoras do mesmo titular
Compensação de Energia
Micro e MinigeraçãoDistribuída
Micro e MinigeraçãoDistribuída
Potência instalada total muito baixa (aprox. 12 MW), ligados diretamente nas distribuidoras.
Localização das Conexões
90% da micro e minigeração estão instalados em unidades consumidoras residenciais e comerciais.
Prevalência de microgeração com baixa potência instalada: 92% dos geradores instalados são abaixo de 10 kW.
Micro e MinigeraçãoDistribuída
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Contratação e Custos de Geração em Sistemas Isolados
Geração em Sistemas Isolados
• Processo licitatório obrigatório (Art. 1º da Lei nº 12.111/2009).
• Definição regulatória do “Custo Total de Geração” para as diferentes fontes.
• Reembolso (subsídio) pela conta de Consumo de Combustíveis – CCC.
Fonte ERNC existentes em sistema isolado
Custo Total de Geração (Anexo IV da REN nº 427/2011) - R$ / MWh
PCH 135,90
Solar Fotovoltaica 6.646,67
Biomassa (Bagaço de Cana) 155,45
Biomassa (Casca de Arroz) 140,29
Biomassa (Cavado de Madeira) 137,77
Biomassa (Biogás de aterro sanitário) 229,87
Biomassa (Biogás de esterco) 148,89
ERNC no Brasil Impactos sobre o Sistema Elétrico
Implantação e Escoamento da Energia gerada
Aspectos Operativos
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Questão Ambiental
Implantação dos Empreendimentos
• Acordo entre Associação de Empreendedores com órgãos ambientais;
• Criação de procedimentos específico de análise dos licenciamentos das EOL.
• Redução dos atrasos.
Licenciamento ambiental e Eólicas e PCHs enfrentou (e ainda enfrenta) atrasos e restrições.
Realização de fóruns de discussões, com participação de agentes e dos órgãos ambientais.
Problema:
Solução:
Resultados:
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Instalações de transmissão conexão compartilhada – ICGs
Escoamento da Energia Gerada
Habilitação em novos leilões restritas a projetos com conexão em rede já existente.
ICGs – conexão eólica ao SIN aprox.
1000 MW
Problemas:
Usinas de pequeno porte (até 30 MW), longe dos principais centros de cargas.
Inviabilidade de construção de sistemas transmissão de interesse restrito junto às usinas.
Solução:
Obras de transmissão para o escoamento da Energia –ICGs, compartilhadas entre várias usinas.
Custeadas por todos os acessantes do sistema de transmissão, via tarifa.
Problemas verificados :
Atrasos em obras de transmissão com descasamento da entrada em operação de geração e transmissão.
Usinas aptas a operar (algumas recebendo receita) não tiveram como escoar energia.
Solução nova:
997
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965
80205
1317
222
4429
1539
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SIN
Localização dos Parques instalados
Estudo do ONS referente à geração eólica.
Parques eólicos que se relacionam com o ONS
25 de novembro de 2015
40 para 342 MW - Rampa de subida de 302 MW em 1 hora.
342 p/ 91 MW - Rampa de descida de 232 MW em 1 hora.
Intermitência momentânea da fonte eólica
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
Diferença de 1200 MW no mesmo horário de um dia para o outro
Grande variação da geração eólica entre dias consecutivos
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Desvios percentuais entre previsão e execução de geração eólica – Últimos 2 anos. Região sul.
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
Fonte: Nota técnica “Força tarefa de requisitos técnicos para estudos de estabilidade dinâmica e de tensão”. Estudo realizadopelo ONS.
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ONS - Previsão de Geração Eólica para programação
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
Meteorológica
Disponibilizada diariamente, para o ONS, às 06h, 12h, 17h e 22h
as previsões para a Programação (30 min) e Tempo Real (10 min).
Neuro-eólica (Universidade de Pernambuco)
Tempo Real - Potência x Potência. Dados das últimas 6 horas.
Intervalo de 10 min.
Planejamento – Vento x Potência. Intervalo de 30 min
Programa Diário de Produção
Composição da Meteorológica, Neuro-eólica e Agentes. Intervalo
de 30 min.
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Déficit (~ 2.400 MWméd) obtido junto aos demais subsistemas.
Despacho flat(~ 3700 MW)
Despacho flat (~ 2700 MW) -Limitação da geração hidráulica - Vazão mínima de 900 m3/s no Rio São Francisco.
Geração Eólica(~ 1800 Mwméd) intermitentes.
~ 10.600 Mwméd
Condições atuais de operação NE
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
Geração eólica no Nordeste Uso do Intercâmbio
Ajustes no Intercâmbio em Tempo Real, processo automático, otimizado pelo ONS.
Geração eólica no Nordeste Uso do Intercâmbio
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IPDO 17/11/2015
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
Detalhe Sistema Nordeste
Neste dia a geração eólica foi cerca de 400 Mwmédios maior do que o programado.
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Tratamento energético – Sistema Nordeste
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
• Pulverização Geográfica de usinas e seu porte pequeno (até 30 MW) mitiga problema da intermitência da fonte eólica.
• Variações de geração o nordeste não são representativas perante todo o parque gerador nacional (< 1%).
• Incrementos ou decrementos de uso da interligação (e geração adicional do SIN) são alterados automaticamente pelo sistema de controle de despacho do ONS. Posteriormente há otimização, conforme diretrizes energéticas.
• Em caso de indisponibilidade ou limitação da interligação, é preciso incrementar a geração interna no Subsistema Nordeste ou reduzir a carga.
• Condições de operação em regime de frequência e tensão não nominais podem causar o auto desligamento de usinas eólicas, aumentando o déficit energético.
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Controle de Carregamento (Linhas e transformadores)
• Redução da geração eólica produzida sem desligamento do parque, mediante controles das pás dos aerogeradores
Requisitos operativos exigidos de centrais eólicas e fotovoltaicas
Condições pré-estabelecidas nos Editais de Leilão (aprovados pela ANEEL)
Usinas antigas devem se adequar às características operativas vigentes, conforme Procedimentos de Rede.
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
Participação em Sistemas Especiais de Proteção
• Minimizar consequências de perturbações no sistema, incluindo sobrefrequência em caso deilhamento, por meio de desconexão automática ou de redução de geração mediante controle depasso ou de stall das pás
Inércia sintética da central geradora eólica
• Contribuir para a regulação primária de frequência no SIN por meio da emulação de inércia pormodulação transitória da potência de saída.
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Operação em regime de frequência não nominal
Requisitos Mínimos
• Frequência < 56 Hz ou > 63 Hz Desligamento Instantâneo permitido.• Frequência < 58,5 Hz ou > 62,5 Hz Operação por tempo mínimo de 20 e 10 segundos,
respectivamente,
Objetivo: Minimizar o desligamento do gerador por subfrequência e sobrefrequência quando o sistema pode se recuperar pela sua capacidade própria de regulação.
Operação em regime de tensão não nominal
Requisitos Mínimos
• Tensão entre 0,85 e 0,90 p.u. Operação por, no mínimo, 5 segundos.• Tensão entre 1,10 e 1,20 p.u. Operação por, no mínimo, 2,5 segundos.
Objetivo: Evitar o desligamento da usina quando há variações de tensão no sistema
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
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Ações de Controle de Tensão - Geração/Absorção de Reativos
• Sob comando do ONS, a central de geração eólica devepropiciar os recursos necessários para operar com fator depotência indutivo ou capacitivo dentro da faixa operativaPotência Ativa.
Objetivo: Participação efetiva no controle da tensão.
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
Atendimento do Fator de Potência em regime de tensão não nominal
• Sob comando do ONS, central deve ter capacidade de geração/absorção de potência reativa, dentro da faixa operativa de tensões.
Objetivo: Garantir o atendimento aos requisitos de fator de potência em toda a faixa operativa das tensões.
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Conclusões sobre os aspectos operativos
Aspectos Operativos do Sistema Elétrico
• ERNC - Principais fontes no crescimento da oferta de energia no Sistema InterligadoNacional, principalmente para Região Nordeste.
• Risco de desligamentos nas interligações – Queimadas nos meses de Agosto eSetembro – coincide com a maior incidência dos ventos e irradiação solar: segurançaao abastecimento.
• Intermitência pode prejudicar em condições desfavoráveis de operação –importância da implantação de controles.
• Outras fontes ERNC, como PCH e Biomassa têm comportamento operativosemelhante às fontes já existentes.
• Necessidade de continuar aprimorando a previsão de geração eólica, tanto no médioquanto no curtíssimo prazo.
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Reive Barros dos SantosDiretor
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