projeto de p&d: desvendando uma central solar fotovoltaica de 3 mwp

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1 Jaraguá do Sul, 28/Junho/2012 Tractebel Energia | GDF SUEZ - Todos os Direitos Reservados 5°Workshop Internacional SENAI “Here comes the sun...” Perspectivas para a Energia Solar LEVI Souto Júnior

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Projeto de P&D: desvendando uma central solar fotovoltaica de 3 MWp - Palestrante: Eng° Levi Souto Júnior – Tractebel Energia / Brasil.

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Page 1: Projeto de P&D: desvendando uma central solar fotovoltaica de 3 MWp

1 Jaraguá do Sul, 28/Junho/2012Tractebel Energia | GDF SUEZ - Todos os Direitos Reservados

5°Workshop Internacional SENAI

“Here comes the sun...”

Perspectivas para a Energia Solar

LEVI Souto Júnior

Page 2: Projeto de P&D: desvendando uma central solar fotovoltaica de 3 MWp

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1. Tractebel Energia

2. Energia elétrica

3. Tecnologias para energia solar

4. Mercado fotovoltaico

5. Potencial brasileiro para energia solar

6. P&D

7. Conclusões

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1. Tractebel Energia

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Tractebel Energia

� Companhia aberta com ações negociadas na BOVESPA

� Participa do Novo Mercado, pela Governança Corporativa;

� Integra o ISE – Índice de Sustentabilidade Empresarial, desde 2005.

� Maior geradora privada de energia do Brasil, controlada pelo grupo franco-belgaGDFSUEZ.

� Líder no fornecimento de energia elétrica para clientes livres.

� Representa 7% da capacidade instalada de geração do país, 6.907 MW.

� Exame – As 150 Melhores Empresas para Você Trabalhar, 2011.

� Receita Líquida em 2011: R$ 4,3 bilhões.

� Portfólio diversificado de geração, incluindo fontes complementares, como eólicas,

biomassa, PCHs e P&D em solar e ondas.

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Portfólio de ativos

Capacidade instalada de 6.907,61 MW em 22 usinas operadas pela Companhia: 81% hidrelétricas, 17% termelétricas e 2% complementares. Essa capacidade representa uma expansão de 86% desde 1998.

Termelétrica

Hidrelétrica

Legenda

Complementar

Em Construção

1.094,561.878,86

Usinas em ConstruçãoCapacidade

Instalada (MW)Capacidade

Comercial (MWm)2

Total 2.024,2 1.169,2

21 Jirau (Hidro)5

Notas: 1 Considera a motorização completa da UHE Estreito, esperada para 2012.2 Valores segundo legislação específica.3 Parte da Tractebel Energia.4 Complexo composto por 3 usinas.5 A parcela da Controladora no projeto deverá ser transferida para a Tractebel Energia.6 Parte da Controladora (50,1%), com base em capacidade instalada total de 3.750 MW.7 Considera os projetos Porto do Delta e Complexo Trairi, este composto pelos parques eólicos Mundaú, Fleixeiras I, Trairi e Guajirú.

8 Valor estimado (aguardando definição do MME).

19

Pedra do Sal (Eólica)

Usinas TermelétricasCapacidade

Instalada (MW)Capacidade

Comercial (MWm)2

Complexo Jorge Lacerda4 857,0 649,9

William Arjona 190,0 136,1

Charqueadas 72,0 45,7

Alegrete 66,0 21,1

Total 1.185,0 852,8

10

11

12

13

Usinas ComplementaresCapacidade

Instalada (MW)Capacidade

Comercial (MWm)2

Lages (Biomassa) 28,0 25,0

Beberibe (Eólica) 25,6 7,8

Total 162,9 81,7

14

17

15

16

José Gelazio da Rocha (PCH) 23,7 9,2

Rondonópolis (PCH) 26,6 10,1

Usinas HidrelétricasCapacidade

Instalada (MW)Capacidade

Comercial (MWm)2

Salto Santiago 1.420,0 723,0

Itá 1.126,93 544,23

Salto Osório 1.078,0 522,0

Cana Brava 450,0 273,5Estreito1 435,63 256,93

São Salvador 243,2 148,5

Total 5.559,7 2.865,9

1

2

3

4

5

7

Ponte de Pedra 176,1 131,69

Machadinho 403,93 147,236

18

19,8 11,1

18,0 5,720

Areia Branca (PCH)

Ibitiúva (Biomassa) 21,23 12,83

Passo Fundo 226,0 119,08

74,78145,422 Projetos Eólicos7

2

1

2

3

4

68 10

11

1213

14

7

5

9

1715

18

16

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2. Energia elétrica

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A geração de energia elétrica

Geração de energia elétrica por fonte no Brasil

Fonte: ANEEL 2011

Geração de energia elétrica por fonte no Mundo

Fonte: IEA 2010

� O desafio do mundo é assegurar oferta de energia, e em taxas de crescimento maiores nos países emdesenvolvimento e, ao mesmo tempo, reduzir as emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE), paradesacelerar as mudanças climáticas.

� Na matriz energética atual do mundo, predominam as fontes não-renováveis, como carvão e petróleo,porém no Brasil a predominância é de hidrelétricas.

� O Brasil possui uma das matrizes mais limpas do mundo em função da geração hidrelétrica, sendoreferência mundial pela experiência na construção e operação dessas usinas.

� A matriz elétrica brasileira apresenta 80% da capacidade instalada proveniente de fontes renováveis,enquanto nos países da OECD essa taxa é de 5% e o mundo apresenta média de 18%.

� A participação de fontes renováveis na produção de eletricidade em 2011 foi de 89% do total produzido noBrasil segundo o Balanço Energético Nacional 2012 da EPE.

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Emissões de Gases de Efeito Estufa

� A geração de energia, as mudanças climáticas e as emissões de gases de efeito estufa (GEE) estãono foco das discussões mundiais.

� Os 15 maiores emissores de GEE são responsáveis por 81% das emissões.

� O Brasil é o 8º país que mais emite gases de efeito estufa.

� Mais de 75% das emissões de GEE no Brasil são provenientes do desmatamento das florestas.

� A geração de energia elétrica representa apenas 3% das emissões de GEE no Brasil, das menorestaxas do mundo.

Emissões de CO2 no Brasil

Fonte: MCTFonte: UNFCCC

Participação dos países nas emissões de CO2 no mundo

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3. Tecnologias para energia solar

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SOL: energia disponível, renovável, limpa e inesgotável

� A Energia Solar é uma forma de energia renovável, limpa, abundante, gratuita edisponível a todos.

� É a fonte de quase todas as outras formas de energia utilizadas pelo homem. Aquantidade de energia solar que chega à Terra é cerca de 10.000 vezes maior que aenergia que utilizamos atualmente.

Central Solar Térmica

Central Solar Fotovoltaica� A energia gerada pelo sol pode ser convertida

em eletricidade por meio de:

� Sistemas fotovoltaicos (PV) de geração deenergia, ou,

� Concentração solar (CSP).

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Princípio de funcionamento da tecnologia fotovoltaica

� Uma célula fotovoltaica é um dispositivo elétricoque converte luz diretamente em energia elétricaatravés do efeito fotovoltaico. Estas célulasconjuntamente formam painéis ou placas solares.

� As células fotovoltaicas são feitas com materiaissemicondutores e o silício é um dos elementosmais utilizados por estar presente de formaabundante na natureza.

Célula fotovoltaica

Painel fotovoltaico

� A energia elétrica gerada pelos painéis fotovoltaicos é em corrente contínua (CC) e pode serarmazenada em baterias e/ou convertida em corrente alternada (CA) por meio dos inversores paraconexão à rede elétrica. Em baterias (CC) ou na rede elétrica (CA), a energia elétrica gerada nospainéis solares alimenta casas, comércios e indústrias.

Inversor CC/CA Medidor de EnergiaPainel Fotovoltaico

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Produção de energia por ciclo à vapor Produção direta de energia

CSP:Parabólica ou

Lentes de Fresnel

CSP:Torre de

concentração de energia solar

CSP:Disco de Stirling

CPV:Concentrador fotovoltaico

PV:Silício cristalino

PV:Filme fino

Capacidade Instalada global:CSP: ~ 1.700 MWe

Capacidade Instalada global:CPV: ~ 33 MWp PV: ~ 67.000 MWp

Tecnologias em energia solar

� Grandes instalações

� Possibilita armazenagem

� Irradiação direta para geração de energia

�Pequenas ou grandes instalações

�Tecnologia mais desenvolvida

�Não Possibilita armazenagem

�Utilização de radiação direta e difusa para geração de energia

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Silício cristalino (c-Si) PVFilme fino (TF) PV

CIGS Silício Amorfo CdTe

Figura de um sistema típico

Capacidade Instalada Global (2011)

58.000 MWp 1.200 MWp 2.300 MWp 5.200 MWp

Eficiência do módulo (%)

13 - 20 10 - 14 6 - 10 9 – 12

Uso de terra (ha/MWp) 1,5 – 3 3 – 4 4 - 6 3 – 4

Escala do módulo ~240 Wp (poli) – 327 Wp (mono) ~100 Wp ~100 Wp ~100 Wp

Principais tecnologias FV

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Conexão dos sistemas FV

� Sistemas Isolados: Não conectados ao sistema; Armazenamento de energia por meio de bancos debaterias; Aplicações rurais e áreas sem acesso ao sistema elétrico

� Sistemas Conectados à Rede

� Telhados residenciais: 1 – 10 kWp

� Telhados comerciais e industriais: 10 kWp – 1 MWp

� No chão: 1 MWp a 500 MWp; Geralmente fixo, e às vezes com tracker

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4. Mercado fotovoltaico

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Intersolar: 13-15/Jun Munique

� Maior feira de energia solar do mundo!

� 66.000 visitantes, 1.909 expositores de 49 países,

170.000 m², 16 pavilhões, 400 palestrantes.

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� O mercado de PV tem experimentado umcrescimento exponencial durante a últimadécada.

� Em 2011, 29,6 GWp foram instalados nomundo, levando a uma capacidadeinstalada total de 69,6 GWp.

Crescimento do mercado

� Destaque para a Alemanha que atingiu24,7 GW de potência instalada.

� A Itália também vem investindo bastantenos últimos anos em pesquisas e emprogramas especiais para estimular ageração de energia solar fotovoltaica.

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CONSUMIDOR

� Europa vem sendo o principal mercado até agora,devido ao forte incentivo governamental.

� Alemanha é o líder mundial com 36% da capacidadeinstalada acumulada.

� Devido a redução dos subsídios, é esperada para aEuropa uma redução da participação no mercado.

� Novos mercados: China, Índia, USA e países do “SunBelt” (Turquia, América do Sul, América do Norte,Austrália, MENA e países do Sul da Europa).

Mercado consumidor e fornecedor

FORNECEDOR

� Mais de 1.000 empresas estãoproduzindo módulos PV no mundo. 17fornecedores de células possuem umacapacidade de produção > 1GWp em2011.

� Mais do que 19 fornecedores deinversores com capacidade de produção> 1 GWp em 2011.

� A maioria das células e módulos de c-SiPV são fabricados na China. A qualidadede produção das principais empresasasiáticas é confiável.

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� Queda de preços dos painéis fotovoltaicos:

� O preço do painel FV quebrou a barreira histórica de 1 $ / W em Mar/2012.

� Capacidade ociosa de fábricas de silício, células e módulos fotovoltaicos:

� Capacidade de produção mundial de painéis fotovoltaicos (Si) de 36 GWp em 2011 contra uma

capacidade instalada de pouco mais de 21 GWp no mesmo ano .

Evolução de preços x produção

Preço médio do módulo fotovoltaico ($/Wp)

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Preço médio do módulo fotovoltaico ($/Wp)

� Queda de preços dos painéis fotovoltaicos:

� O preço do painel FV quebrou a barreira histórica de 1 $ / W em Mar/2012.

� Capacidade ociosa de fábricas de silício, células e módulos fotovoltaicos:

� Capacidade de produção mundial de painéis fotovoltaicos (Si) de 34 GWp em 2011 contra uma

capacidade instalada de pouco mais de 21 GWp no mesmo ano .

Evolução dos preços

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Futuro

� Cenário Moderado: o crescimento do mercado fora da Europa não compensará a

diminuição do mercado na Europa antes de 2016. 100 GW poderia ser atingido em 2013.

� Cenário Otimista: Europa manteria a políticas de subsídio com 20-25 GW/ano;

mercados abertos poderiam absorver parte da capacidade ociosa dos fornecedores de

sistemas FV; estabilização de preços. 100 GW ainda em 2012 e 350 GW nos próximos 5

anos.

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5. Potencial brasileiro para energia solar

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� Abundante

� Os maiores valores deirradiação solar estão na regiãocentral do país (semiárido).Exemplo: Tocantins, oeste daBahia, sul do Maranhão ePiauí.

� Irradiação solar diária noBrasil: 4,1 a 6,5 kWh/m2/dia

� Maior valor na Alemanha: 3,4kWh/m2/dia

Recurso solar no Brasil

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Competitividade da FV

� A energia solar já é competitiva com a tarifa de algumas distribuidoras para consumidoresresidenciais.

� Também é competitiva nos sistemas isolados, onde a geração a óleo diesel tem custosbem mais altos que a energia gerada no sistema interligado e é subsidiada pelos demaisconsumidores brasileiros de eletricidade através da CCC.

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� A EPE, ANEEL e o MME realizam estudos visando promover leilões para contratação deenergia solar a partir de 2013 ou 2014, bem como evoluem na regulamentação deusinas solares de maior porte.

� A ANEEL lançou em agosto/2011 o edital 013/2011 “Arranjos Técnicos e Comerciaispara a Inserção da Geração Solar Fotovoltaica na Matriz Energética Brasileira”:

� Foram aprovados 17 projetos que totalizam R$ 395 milhões e irão produzir 24 MWp de energiasolar fotovoltaica.

� Também com o intuito de estimular a geração de energia solar, a ANEEL aprovou emabril/2012 duas importantes resoluções:

� Resolução Normativa n° 481 que amplia o desconto de 50% para 80% na tarifa de uso dosistema de transmissão/distribuição e;

� Resolução Normativa n° 482 que reduz barreiras burocráticas e cria um sistema decompensação de energia (também conhecida como net metering) para micro (até 100kW) eminigeradores (entre 100 kW e 1MW) conectados ao sistema de distribuição. Mensalmente éapurado o montante injetado pelo micro ou minigerador na rede de distribuição e deduz-se aenergia consumida por ele.

� Novos estímulos e medidas são aguardados, principalmente com o objetivo de reduzir ocusto de implantação da tecnologia e para que se tenha um ambiente regulatórioseguro. Espera-se que o Governo continue nessa direção a fim de promover a inserçãoda energia solar na matriz elétrica brasileira, da mesma forma como ocorreu com aenergia eólica.

Evolução da geração solar no Brasil

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6. P&D

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Título: Implantação de usina solar fotovoltaica (FV) de 3MWp e avaliação dodesempenho técnico e econômico da geração FV em diferentes condições climáticas namatriz elétrica brasileira.

Chamada nº 013/2011 Projeto Estratégico: “Arranjos técnicos e comerciais para inserçãoda geração solar fotovoltaica na matriz energética brasileira”.

Empresa Proponente: Tractebel Energia

Empresas Cooperadas:1. Energética Barra Grande - BAESA2. Campos Novos Energia - ENERCAM3. Centrais Elétricas Cachoeira Dourada - CDSA4. Central Geradora Termoelétrica Fortaleza - CGTF5. Companhia Energética Rio das Antas - CERAN6. COPEL7. Foz do Chapecó - FCE8. Light SESA9. Light Energia10. CPFL Paulista11. CPFL Piratininga12. Rio Grande Energia - RGE

Entidade Executora: UFSC

Projeto P&D ANEEL

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� Projetar, instalar, monitorizar e analisar o desempenho de usina FV de 3 MWpcom até 3 tecnologias FV consolidadas, incluindo a avaliação da interação coma rede elétrica.

� Projetar, instalar, monitorizar e analisar o desempenho de 8 Módulos deAvaliação (MA) com 7 tecnologias FV e estações solarimétricas em 8localidades com diferentes climas:

1. Silício Cristalino sem rastreamento (c-Si)2. Silício Cristalino com rastreamento (c-Si)3. Silício Amorfo (a-Si)4. Silício Microcristalino (a-Si/mc-Si)5. Telureto de Cádmio (CdTe)6. Disseleneto de Cobre, Indio e Gálio (CIGS)7. Concentrador fotovoltaico com rastreamento

Objetivos

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� Realizar a avaliação técnica e econômica da geração FV, incluindo projeção de custosno médio e longo prazo, vida útil, desempenho, adequação ao clima local das distintastecnologias FV, sazonalidade e complementaridade com outras fontes de geração.

� Validar o modelo de previsão de geração solar fotovoltaica de curto prazo.

� Interagir com especialistas estrangeiros e integrá-los na capacitação de RH.

� Avaliar a legislação vigente, estudar possibilidades de adaptação do marco regulatórioe avaliar distintos modelos de negócio adequados para a inserção da geração FV namatriz.

Objetivos

� Identificação de locais adequados à

implantação de parques fotovoltaicos no país.

� Será a maior planta solar fotovoltaicaconstruída no Brasil com 3,0 MWp, econcebida como planta para treinamento epesquisas.

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7. Conclusões

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� Ainda é cara, porém todas as novas tecnologias no início são caras. A partir de seu desenvolvimento,contando, no início, com incentivos governamentais, vão ganhando escala e se tornando mais viáveise competitivas economicamente.

� A energia eólica, que há algum tempo era considerada inviável, já é aplicada em larga escala nomundo e recentemente tornou-se competitiva no Brasil. A energia solar deve seguir a mesma curva deaprendizado.

� As centrais solares de grande porte ainda precisam evoluir, pois competem com outras fontesrenováveis cujo preço está abaixo de R$ 110 / MWh (hidrelétrica, biomassa e eólica).

� O programa de P&D do Setor Elétrico Brasileiro tem oferecido oportunidades excelentes para acelerareste aprendizado tecnológico, regulatório e comercial.

� Será o próximo movimento do setor elétrico brasileiro, a exemplo do que ocorreu para as eólicas.

� Já é competitiva para consumidores residenciais.

� A inserção gradativa de centrais solares fotovoltaicas de grande porte na matriz elétrica será possível,mas há alguns obstáculos:

� Programa específico e regular de leilões de compra de energia elétrica solar,

� Desenvolvimento das tecnologias,

� Desenvolvimento da indústria solar no país,

� Incentivos tributários e financeiros similares aos concedidos para as eólicas para seu estabelecimento no Brasil;

� Além disso, o incremento contínuo de custos e restrições ambientais de outras fontes, como hidroelétricas,térmicas a gás e carvão e nucleares é um fator que contribuirá para a viabilização da energia solar.

Considerações finais

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Levi Souto Jr.Desenvolvimento de Negócios

Fone: (48) [email protected]

Obrigado!