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Energia RenovávelPlanta Solar

José Nardi e André Foster, Agosto de 2015 – Evento Automation & Power World Brasil

© ABB Group August 28, 2015

Mercado de Energia Solar Fotovoltaica - Brasil

Energia Solar no Brasil

Legislação e Incentivos

Leilão de Energia

Conceitos Tecnologia Solar Fotovoltaica

Energia Solar

Capacidade de Produção

Capacidade instalada

Soluções ABB para Planta Solar Fotovoltaica

Energia Renovável – Planta SolarAgenda


Mercado de Energia Solar Brasil


Base instalada:

Principais aplicações até hoje, são em P&D, telecomunicações,

Eletrificação rural e áreas remotas e serviços públicos.

Crescimento do Mercado:

Potencial estimado de geração - ordem TWp.

Reservatórios de Hidrelétricas em níveis realmente baixos.

Dificuldade na aprovação de projetos hidrelétricos.

Proximidade da geração ao mercado consumidor.

Necessidade de diversificar a matriz energética brasileira.

Limitantes:

Custo de instalação elevado.

Falta de produção de equipamentos nacional em larga escala.

Energia SolarMercado - Energia Solar no Brasil


O Brasil está tentando introduzir durante os últimos anos

de energia solar através de programas de incentivo.

Alguns equipamentos para plantas solares receberam

incentivos do governo, mas todas elas relacionadas com a

instalação fora da rede devido a programas do governo de

inclusão social das comunidades isoladas (por exemplo:

Programa Luz para Todos).

Apenas a partir de Jan/2013 foi aprovada, a conexão de

plantas fotovoltaicas à rede, através do sistema de

medição do consumo líquido (Geração distribuída).

A poucos programas de financiamento para o segmento.

BNDES introduziu um plano especifico para plantas

fotovoltaicas, semelhante ao definido para projetos

eólicos.

Energia SolarMercado – Legislação Brasileira e incentivos


2013 foi o primeiro ano em que a energia solar fotovoltaica

foi permitida a participar de um leilão federal de energia no

Brasil. Porém, competindo diretamente com as demais

fontes de energias. Não havendo assim projetos solares

leiloados em 2013.

Em 2013 ocorreu o primeiro leilão específico de energia

solar, promovido pelo Estado de Pernambuco. Foi leiloado

um total de 120 MWp, tendo um investimento de 600

MBRL.

Em 2014 foi realizado o 6º Leilão de Energia de Reserva

(LER) especifico para projetos fotovoltaicos, com a

contratação de 31 projetos somando 889 MW de

capacidade instalada dentre os 400 projetos (10.790MW)

cadastrados e um investimento de 4.144 MBRL.

Energia SolarMercado – Leilões de Energia


Em 2015 serão realizados 2 Leilões de Energia de

Reserva (LER)

1º Leilão marcado para 28 de Agosto de 2015, tem 382

projetos cadastrados totalizando uma capacidade

instalada de 12.528 MW.

2º Leilão marcado para 13 de Novembro de 2015, tem

649 projetos cadastrados totalizando uma capacidade

instalada de 20.953 MW.

Os projetos, quase em sua totalidade, localizados na

região nordeste.

Energia SolarMercado – Leilões de Energia – Expectativa 2015/16


Conceitos Energia Solar Fotovoltaica


Conceitos Tecnologia Solar FotovoltaicaFuncionamento da Planta Solar

Painéis Fotovoltaicos

String Box e / ou Combiner Box DC

Inversores (Centros de Inversão e

Transformação)

Quadro de distribuição AC

Subestação e conexão à rede

Sistemas Conectados à rede

Painéis Fotovoltaicos

Banco de Bateria

Cargas DC

Controlador de Carga

Inversores

Quadro de distribuição AC

Sistemas Isolados


Conceitos Tecnologia Solar FotovoltaicaComposição Planta Solar Fotovoltaica


Energia Solar


Altos índices de irradiação entre os trópicos

Possibilidade de instalação próximo ao consumidor

Instalação em locais onde há pouca ou escassas fontes de energia renovável

Energia SolarCapacidade de Produção


Alta irradiação em todo o território

Alta Capacidade de produção

Extenso território

Energia SolarCapacidade de Produção


Energia SolarCapacidade de Geração Elétrica Instalada – MW

6

Principais Países produtores (2014):

Alemanha – 38.200 MW

China – 28.199 MW

Japão – 23.300 MW

Itália – 18.480 MW

Estados Unidos – 18.280 MW

França – 5.660 MW

Espanha – 5.358 MW

Demais Países – 40.914 MW

Capacidade Instalada de Geração SolarMaiores produtores – 2014 (%)

Fonte: IEA PVPS – Snapshot of Global PV Markets 2014

21%

16%

13%10%

10%

3%3%

23%

AlemanhaChinaJapaoItaliaEstados UnidosFrançaEspanhaRoW


Energia SolarCapacidade de Geração Elétrica Instalada – MW

6

Capacidade Instalada

Mundo:

2013 – 138.856 MW

2014 – 178.391 MW

Crescimento de 28%

Capacidade Instalada de Geração Elétrica Brasil – 2014 (%)

66,60,01

28,25

3,65 1,45

Hídrica - 66,6% Solar - 0,01%

Térmica - 28,25% Eólica - 3,65%

Nuclear - 1,48%

Fonte: EPE – Balanço Energético 2015

Brasil :

2013 – 5 MW

2014 – 11 MW

Capacidade Instalada em relação ao

todas as fontes:

Brasil (2014) – 0,01% do Total

Mundo (2014) – 3,2% da Total


Soluções ABB para Planta Solar Fotovoltaica


String Box

Centro de Inversão e Transformação – Eletrocentro ou Skid:

02 (dois) Inversores PVS800 de 1MW

01 (um) Transformador (Seco ou Óleo)

01 (um) Cubículo de Média Tensão / Religador até

34,5kV

Subestação Elevadora

Sistema de Automação

Estação Meteorológica

Cabos de Baixa Tensão AC e DC

Cabos de Média Tesão

Supervisão de Montagem e Comissionamento

Sistemas de Geração – SolarSolução ABB – Escopo de Fornecimento


Quadro de Proteção DC

Disjuntor / Fusível / Chave

Seccionadora e Supressor de Surto.

Quadro Gemini IP65.

Fácil e Rápido Comissionamento

Sistema de Monitoramento de String

Medição de Corrente para detecção

de Strings com falha

Detecção de degradação de String.

Demais Características

16 ou 24 entradas – 320Adc /

1000Vdc

Medição de Tensão do arranjo

Protocolo Modbus RTU RS485

Sistemas de Geração – SolarQuadros de Proteção DC e Stringboxes


Centro de Inversão e Transformação – Eletrocentro ou Skid:

02 (dois) Inversores PVS800

01 (um) Transformador (Seco ou Óleo)

01 (um) Cubículo de Média Tensão até 34,5kV

Sistemas de Geração – SolarCentro de Inversão e Transformação


Principais critérios dos Inversores

Performance > 98%.

Precisão MPPT.

Perdas em Altitude (Fator de derating

acima 2.000 mts).

Mínimas perdas por temperatura.

Amplo intervalo de Tensão DC de Entrada

Alta disponibilidade

Entradas DC com medição de corrente

Restart Automático

Compensação de Potencia Reativa

Ferramentas de Simulação

5 anos de garantia

Sistemas de Geração – SolarCentro de Inversão e Transformação - Inversor


Tipos de Transformadores:

A Seco.

A Óleo:

Comum / Pedestal

Principais critérios de seleção dos

Transformadores:

Baixas Perdas no transformador.

Regulação de carga.

Baixa Manutenção.

Monitoramento de Temperatura e

Proteção

Ferramenta de calculo de

Performance e perdas.

Sistemas de Geração – SolarCentro de Inversão e Transformação - Transformador


Atuação como religador, seccionadora

ou chave de abertura em carga

Instalação externa (em pátio ou em

poste)

Relê de Proteção e automação –

RER620

Cubiculo Isolado a Gás SF6 - SafePlus Religador Automático - Gridshield

Solução Modular (C – V – F)

Compacta

Isolado a gás SF6

Instalação Abrigada

Sistemas de Geração – SolarCentro de Inversão e Transformação – Média Tensão

© ABB Group

August 28, 2015

Subestação Elevadora:

Tensão Nominal: 69 / 138 /

230kV

Transformador de tensão e

corrente

Transformador de Potência

Seccionadora

Chave desconexão

Disjuntor

Proteção e Controle

Projeto e execução

Sistemas de Geração – SolarSubestação Elevadora


Sistemas de Geração – SolareBOP – Automação e Controle

Automação tem papel chave na operação, manutenção e otimização de plantas solares;

Novas funcionalidades orientadas ao processo de otimização, permitem aumentar a

performance econômica da planta;

Em sistemas fotovoltaicos a integração da eletrônica de potência está abrindo uma nova

dimensão na operação otimizada dessas plantas;

A nível de DCS é controlado:

Controles dos equipamentos de eletrônica de potência (ex. Inversores)

Otimização de chaveamentos

Tratamentos de Eventos e alarmes

A nível de automação local é executado:

Tracker (Seguidores)

Algoritmo mais preciso para sistema de seguidor solar

Implementação de controle de movimento em um ou dois eixos

Quadro de conexão de potência:

Gerenciamento de quadros de potência

Medição de correntes por String

Controle de corrente para detecção de falhas em strings


Sistemas de Geração – SolareBOP – Automação e Controle – Arquitetura

Solução expansível e escalável para qualquer tamanho de planta

Todos os componentes de hardware e software se aplicam na

arquitetura escalável

Reutilizável padrão sistemático fácil .

Internet

2 MWInversor Inversor

Média

TensãoTransformador

Estação

Meteorológica

AC500

Switch RS485

RS485

TCP/IP

TCP/IP


Média


Estação

Meteorológica

AC500

Switch RS485

RS485

TCP/IP

TCP/IP


Média


Estação

Meteorológica

AC500

Switch RS485

RS485

TCP/IP

TCP/IP


Sistemas de Geração – SolarEstação Meteorológica

Estação Meteorológica

Medição de Temperatura Ambiente

Medição da Irradiação Solar

Medição da Direção do Vento

Medição da Velocidade do Vento

Sensores, unidade de aquisição de dados e comunicação

RS485 em uma única unidade


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