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Ministério de Minas e EnergiaMinistério de Minas e Energia

Nota:

Esta apresentação foi feita pela Dra. Laura Porto, Diretora deEnergias Renováveis do MME, durante um evento em Brasília.

Sua elaboração contou com as contribuições dos engenheirosAntônio Leite de Sá (CEPEL), Patricia Castro Silva (CRESESB)e Eduardo Pavinatto (CENPES).


Sistemas de Geração deEnergia Aplicados emComunidades Isoladas


I Seminário sobre o Atendimento Energético de Comunidades Extrativistas

Brasília, 17 de junho de 2004


Evolução Histórica

Energia Eólica (A.C.)


Substituição da força motriz humana e de animal nas atividades agrícolas

China2000 A.C.

Imp. Babilônico1500 A.C. Pérsia

200 A.C.

Utilização da Energia Eólica (A.C.)


Utilização da Energia Eólica (A.C.)

Pérsia – 200 A.C.


Substituição da força motriz humana e de animal nas atividades agrícolasBombeamento de água e diversificação no uso de moinhos de vento

Desenvolvimentodos moinhos de vento

após as Cruzadas

Utilização dos moinhos parabombeamento de água na

Holanda e diversificação doseu uso em toda a Europa

Século XI XVII XIX XX

Revolução IndustrialMáquina a Vapor

Declínio dos Moinhosde Vento

Utilização da Energia Eólica (D.C.)


Tipos de Moinhos de Vento

Post Mill


UtilizaçãoUtilização dos dos MoinhosMoinhos

• Serrarias

• Moagem de grãos

• Bombeamento de água


Aerogeradores de Pequeno Porte (expansão territorial e sistemas isolados) Aerogeradores de Grande Porte (pesquisas e desenvolvimento industrial)

Participação de vários países em pesquisade aerogeradores de grande porte Uso intesivo

de combustíveisfósseis

II Guerra 1970 1980 1990 20001900

Desenvolvimento e utilização de turbinas eólicas de pequenoporte para suprimento de energia em comunidades isoladas Acidente de

Chernobyl

Desenvolvimentoda indústria alemã

Choque doPetróleo

Novos investimentosem pesquisa emenergia eólica

Usinas EólicasOffshoreTurbinas eólicasde 1,5 a 2,0 MW

Utilização da Energia Eólica no Século XX


Aerogeradores de pequeno porte (Século XX)

Desenvolvimento de pequenos modelospara abastecimento de energia elétrica emregiões isoladas durante a expansãoterritorial dos Estados Unidos e Rússia;

Desenvolvimento de modelos entre 5 e25kW pela Dinamarca;

Utilização do modelo Jacobs no meio ruralentre as décadas de 30 e 60.


Aerogeradores de grande porte (Século XX)

Desenvolvimento de pesquisas em energia eólica de grande porte apósa 2a Guerra Mundial;

Iniciativa de vários países tais como França, Dinamarca, EstadosUnidos, Rússia, Alemanha e Inglaterra em pesquisas de grandesaerogeradores;

Retomada de investimentos em energia eólica após os choques dopetróleo na década de 70 na diversificação da geração de energia;

O Programa Federal de Energia Eólica (1971), adotado pelos EstadosUnidos, promoveu o levantamento do potencial eólico em várias regiõesamericanas além de pesquisas de várias concepções e materiaisutilizados nas máquinas eólicas.


Aerogeradores de grande porte (Século XX)

Turbina Eólica de GedserDinamarca - 1977

200kW

Turbina MOD-5BEstados Unidos - 1987

3,5 MW

Turbina Eixo VerticalEstados Unidos (1984-1987)

625 kW


Aerogeradores Offshore

Vista geral da fazenda eólica offshore de Vindby - DKDetalhe da montagem de uma das turbinas da fazenda eólica de Tunø Knob - DK


Evolução Comercial dos Aerogeradores


Catavento –Bombeamento d’água

• Residências

• Fazendas

Aplicações da Energia Eólica


Pequeno Porte(≤10 kW)

• Residências• Fazendas• Aplicações Remotas

Médio Porte (10-250 kW)• Sistemas Híbridos• Geração Distribuída

Grande Porte (250 kW - ≥ 2MW)• Fazendas Eólicas• Geração Distribuída

Aplicações da Energia Eólica


Configurações dos Sistemas Eólicos

Sistemas Isolados - em geral, utilizam alguma forma de armazenamento de energia(através de baterias ou na forma de energia potencial gravitacional), exceto no casodos sistemas para irrigação onde toda a água bombeada é diretamente consumida;

Sistemas Híbridos - apresentam mais de uma fonte de energia como turbinas eólicas,geradores Diesel, módulos fotovoltaicos. Por isso, são mais complexos e exigem umcontrole de todas as fontes para que haja máxima eficiência e otimização dos fluxosenergéticos na entrega da energia para o usuário. Em geral, são empregados emsistemas de médio porte destinados a atender um número maior de usuários;

Sistemas Interligados à Rede - não necessitam de sistemas de armazenamento deenergia pois toda a geração é entregue diretamente à rede elétrica. Estes sistemasrepresentam uma fonte complementar ao sistema elétrico de grande porte ao qualestão interligados.


Diagrama Típico de Sistemas Isolados

InversorInversor

CC / CACC / CA

Exemplo


Sistemas Híbridos


Sistema Híbrido de Joanes - PA

• Ilha de Marajó (PA), Município deSalvaterra; Fotovoltaico/Eólico• Convênio CEPEL/ NREL/ CELPA• 10kWp FV; 40kW eólico• Operando desde maio/98


AEROGERADORES DE

PEQUENO PORTE


Fabricantes Existentes

Existe uma dúzia de fabricantes no mundo produzindo aerogeradoresde pequeno porte, com potência na faixa de 0,5kW – 10 kW;

Em geral, essas máquinas iniciam a produção de energia comvelocidades de ventos a partir de 3,5 m/s.

Curva típica de umaerogerador de 1200 W


Modelos Potência Média

Tensão (cc) Fabricação Preços

(R$) Gerar1000 - Modelo Marinizado. Incluindo controlador externo e acessórios para torre de 14m (sem os tubos de 3"). Conjunto completo.

1.000 W 24 V Enersud 7.215,00

Air Wind 403 - Modelo Naval. Controlador de cargas interno 400 W 12/24/48 V Southwest 3.950,00

Air-X Wind - Modelo Naval. Controlador de Carga interno. 400 W 12/24/48 V Southwest 4.784,00

Air-X Wind - Modelo Rural. Controlador de Carga interno. 400 W 12/24/48 V Southwest 3.551,00

Whisper H40 - Modelo Rural. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. 900 W 24/48 V Southwest 8.154,00

Whisper H40 - Modelo Marinizada. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. 900 W 24/48 V Southwest 9.245,00

Whisper H80 - Modelo Rural. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. 1.000 W 24/48 V Southwest 10.880,00

Whisper H80 - Modelo Marinizada. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. 1.000 W 24/48 V Southwest 11.971,00

Whisper 175 - Modelo Rural. Incluindo estais para 23 m, SEM os tubos. Controlador de cargas externo: EZ-Wire, com possibilidade de arranjo misto com painéis solares.

3.200 W 48 V Southwest 29.742,00

Alguns Modelos Disponíveis no Mercado

Fonte: http://www.energia-alternativa.com.br (Referência: 08/04/04)


REGIÕES PROMISSORAS PARA O

APROVEITAMENTO DO POTENCIAL

EÓLICO DA REGIÃO NORTE


Atlas do Potencial EólicoBrasileiro


Promissoras


Região nordestede Roraima

Região costeira doAmapá ao Pará

Regiões Promissoras na Região Norte


Sistemas FotovoltaicosUtilizados em regiões onde não existe potencial

eólico suficiente para o seu aproveitamento


Autônomos - alimentam cargas elétricas exclusivamente a partir de energiasolar fotovoltaica; são normalmente empregados em locais remotos nãoatendidos pela rede elétrica e/ou para eletrificação rural.

Sem Armazenamento - alimentam cargas somente diurnas (ex:sistemas de bombeamento d'água para consumo humano);

Com Armazenamento - atendem a cargas que necessitam dealimentação contínua (ex: escolas, postos de saúde, etc.), sendoo armazenamento de energia feito a partir de baterias.

Tecnologia FotovoltaicaTipos de Sistemas


Diagrama Típico de Sistemas Isolados


Atlas Solarimétrico do Brasil


Sistema de bombeamento da comunidadede Boa Sorte Município de Dianópolis - TOProjeto Ribeirinhas - AM

Aplicações de Sistemas FotovoltaicosIsolados


Laura PortoDiretora de Energias Renováveis

e-mail: [email protected]

Carlos Henrique Brasil de CarvalhoCoordenador Geral


Augusto Cesar MachadoAssistente


Samira Fernandes de SouzaAssistente

Tel.: (0XX61) 319-5012

Contatos - MMEContatos - MME

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