M todo para c lculo de gera o de energia fotovoltaica em reas urbanas
Download
1 / 48

MÉTODO PARA CÁLCULO DE GERAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA EM ÁREAS URBANAS - PowerPoint PPT Presentation


  • 105 Views
  • Uploaded on

MÉTODO PARA CÁLCULO DE GERAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA EM ÁREAS URBANAS. Mestranda: Isabel Tourinho Salamoni Orientador: Ricardo Rüther, PhD. Coorientador: Paulo Knob, Dr. Ing. INTRODUÇÃO.  Brasil: problemas com relação a questões energéticas;

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'MÉTODO PARA CÁLCULO DE GERAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA EM ÁREAS URBANAS' - delano


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
M todo para c lculo de gera o de energia fotovoltaica em reas urbanas

MÉTODO PARA CÁLCULO DE GERAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA EM ÁREAS URBANAS

Mestranda: Isabel Tourinho Salamoni

Orientador: Ricardo Rüther, PhD.

Coorientador: Paulo Knob, Dr. Ing.


Introdu o
INTRODUÇÃO EM ÁREAS URBANAS

Brasil: problemas com relação a questões energéticas;

 Estratégia : aumentar a eficiência energética;

 Sistema Fotovoltaico:

- causar menor dano ambiental;

- próximo ao ponto de consumo.

 Conhecendo a capacidade de geração de uma planta fotovoltaica:

- fonte geradora;

- aumentar a capacidade da rede.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Objetivos
OBJETIVOS EM ÁREAS URBANAS

Objetivo Geral

- Análise entre consumo e geração: verificar o potencial de contribuição dos sistemas FV no suprimento de energia.

Objetivos Específicos

-Utilização de uma fonte renovável e próxima ao ponto de consumo;

- Consumo energético em cada setor estudado;

- Níveis de radiação, orientação e inclinação de forma a maximizar a quantidade de energia gerada pelo sol em função da área disponível;

- Suficiência da área de cobertura;

- Pico de demanda com geração FV.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Radia o solar
RADIAÇÃO SOLAR EM ÁREAS URBANAS

Hamakawa (2002): Total de radiação incidente na superfície da terra equivale a 10 000 vezes mais do que a demanda mundial em todo o ano de 2002.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Tecnologias
TECNOLOGIAS EM ÁREAS URBANAS

Green (2003): Indústria FV – impulso crescente – 30 a 40% ao ano desde 1996.

Crescimento da produção mundial FV (PV NEWS, 2004).

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Tecnologias1
TECNOLOGIAS EM ÁREAS URBANAS

(GOETZBERGER et al.; 2002)

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Tecnologia a si
TECNOLOGIA: a-Si EM ÁREAS URBANAS

Anos 80: tecnologia em filmes finos;

Fina camada de material semicondutor;

Maior flexibilidade e variabilidade;

Eficiência menor – independe da temperatura.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Tecnologia c si
TECNOLOGIA: c-Si EM ÁREAS URBANAS

Mais tradicional e dominante;

Consolidou no mercado pela confiabilidade.

Alto índice de eficiência;

Eficiência duas vezes a-Si – depende da temperatura.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Tecnologia cdte
TECNOLOGIA: CdTe EM ÁREAS URBANAS

Uma década – aplicações em calculadoras;

Recente competidora a-Si e c-Si;

Filmes finos – forma de placas de vidro;

Atrativo estético.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Tecnologia cis
TECNOLOGIA: CIS EM ÁREAS URBANAS

Disselineto de cobre e Índio;

Eficiências elevadas;

 Excelente aparência estética;

Escassez dos elementos e toxidade.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Tecnologia hit
TECNOLOGIA: HIT EM ÁREAS URBANAS

 Mais nova tecnologia;

Avançadas técnicas de produção;

Células cristalinas com camadas de silício amorfo;

Maiores eficiência.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


N vel de penetra o
NÍVEL DE PENETRAÇÃO EM ÁREAS URBANAS

 Estudos realizados por Herig e Perez (2001) consideram níveis de penetração na ordem de 1 a 15%;

Potência FV instalada com relação à demanda do setor;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Objeto de estudo
OBJETO DE ESTUDO EM ÁREAS URBANAS

 Selecionadas duas capitais brasileiras: Florianópolis (SC) e Belo Horizonte (MG), com diferentes características:

  • Construtivas;

  • Consumo energético;

  • Radiação solar;

  • Latitude local;

  • Clima.

     Selecionadas áreas urbanas denominadas setores:

  • Comercial: vertical;

  • Residencial: horizontal;

  • Misto: Vertical e Horizontal.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de florian polis
CIDADE DE FLORIANÓPOLIS EM ÁREAS URBANAS

 Selecionados dois setores: residencial (Jurerê) e outro comercial (Centro).

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de belo horizonte
CIDADE DE BELO HORIZONTE EM ÁREAS URBANAS

 Selecionados três setores: central (Hiper Centro), outro residencial (Floresta) e outro misto (Santa Efigênia).

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


An lise de sensibilidade amostragem
ANÁLISE DE SENSIBILIDADE EM ÁREAS URBANASAMOSTRAGEM

 Calculada a área total de cobertura das edificação.

  • Belo Horizonte: área das edificações cadastradas em um banco de dados  área real.

  • Florianópolis: medições manuais na planta de quadra área estimada  amostragem.

     AMOSTRAGEM

  • Dez edificações de forma aleatória: valores locados na planta de quadra;

  • Média de área de cobertura real por edificação, média de inclinação, orientação e a média de área sombreada.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Percentual de sombreamento
PERCENTUAL DE SOMBREAMENTO EM ÁREAS URBANAS

 Programa lightscape: modelo tridimensional delimita a área sombreada por um elemento em diferentes épocas do ano.

  • Maquetes eletrônicas locadas uma ao lado da outra: três períodos do ano, solstícios e os equinócios (junho, setembro e dezembro), considerando três horários: 09, 12 e 15 h (horários notáveis).

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Inclina o e orienta o
INCLINAÇÃO E ORIENTAÇÃO EM ÁREAS URBANAS

Calculada a geração de energia FV produzida pelo sistema hipotético;

 Realizados três estudos de caso:

  • 10 estudo: coberturas na horizontal;

  • 20 estudo: coberturas com inclinação igual à latitude local e orientadas para o norte verdadeiro  situação ideal;

  • 30 estudo: considera as questões reais de inclinação, orientação e sombreamento das coberturas  amostra.

     Existência de uma variação significativa entre os casos e quantificar;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C lculo de radia o e gera o de energia fv
CÁLCULO DE RADIAÇÃO E GERAÇÃO DE ENERGIA FV EM ÁREAS URBANAS

 Cidade de Belo Horizonte: mesmo valor da relação de variação entre real e ideal para a cidade de Florianópolis;

Quantidade de radiação incidente no plano do painel (dados satélite horizontais)radiasol;

- orientações Sul, Sudeste e Sudoeste: desconsideradas.

 Potência a ser instalada pelo sistema:

Pcc = E/ Gpoa/ Nel

 Área requerida para a instalação da potência:

Areq =Pcc/Eff

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C lculo de radia o e gera o de energia fv1
CÁLCULO DE RADIAÇÃO E GERAÇÃO DE ENERGIA FV EM ÁREAS URBANAS

 Seis tecnologias FV comercialmente disponíveis:

 m-Si; CdTe;

a-Si CIS;

p-Si; HIT.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Tecnologias utilizadas
TECNOLOGIAS UTILIZADAS EM ÁREAS URBANAS

Eff depende da temperatura: recalculadas segundo NOCT.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de florian polis
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE FLORIANÓPOLIS

Consumo energético de cada setor: um alimentador por setor;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de florian polis1
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE FLORIANÓPOLIS

Curvas de pico de demanda;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de florian polis2
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE FLORIANÓPOLIS

Quantidade de área de cobertura estimada;

Radiação solar:

  • Superfícies na horizontal (1º caso);

  • Superfícies inclinadas a 27 graus e orientadas para o norte verdadeiro (2º caso);

  • Superfícies com médias de orientação real e média de inclinação (3º caso).

    Percentual de suprimento do consumo;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de florian polis setor jurer
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE FLORIANÓPOLISSetor Jurerê

Nível de penetração de 20%;

 Pico de geração FV:dia – pico da demanda: noite;

Aquecimento solar:deslocaria o pico para o dia (BH já possui programa de GLD).

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de florian polis setor jurer1
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE FLORIANÓPOLISSetor Jurerê

 Variação de 43% entre caso real e caso ideal: desconsideradas as orientações S, SE e SO;

 Auto suficiência – três tecnologias;

Grande potencial de geração FV – área de cobertura disponível;

 Mini usina geradora: redução da sobrecarga da rede.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de florian polis setor centro
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE FLORIANÓPOLISSetor Centro

Nível de penetração de 20%;

 Pico de geração FV:dia – pico da demanda: dia

Diminuição significativa da demanda: coincidência temporal (característica típica).

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de florian polis setor centro1
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE FLORIANÓPOLISSetor Centro

 Variação de 64% entre caso real e caso ideal: área comum ao condomínio;

 Não conseguiria a auto suficiência – conseguiria nível de penetração recomendável;

Grande importância para a concessionária – auxiliando na redução da curva de carga;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de belo horizonte
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE BELO HORIZONTE

Consumo energético de cada setor: mais de um alimentador por setor;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de belo horizonte1
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE BELO HORIZONTE

Curvas de pico de demanda;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de belo horizonte2
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE BELO HORIZONTE

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de belo horizonte3
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE BELO HORIZONTE

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


C idade de belo horizonte4
C EM ÁREAS URBANASIDADE DE BELO HORIZONTE

Quantidade de área de cobertura real;

Radiação solar:

  • Superfícies na horizontal (10 caso);

  • Superfícies inclinadas a 20 graus e orientadas para o norte verdadeiro (20 caso);

  • Valor da relação entre caso real e caso ideal para o setor Centro da cidade de Florianópolis (30 caso).

    Percentual de suprimento do consumo.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de belo horizonte setor hiper centro
CIDADE DE BELO HORIZONTE EM ÁREAS URBANASSetor Hiper Centro

Nível de penetração de 20%;

 Coincidência temporal (característica típica);

Diminuição da curva demanda;

Deslocamento do pico:incidência solar pequena e demanda alta – redução pouco intensa (5,5%).

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de belo horizonte setor hiper centro1
CIDADE DE BELO HORIZONTE EM ÁREAS URBANASSetor Hiper Centro

Melhor alimentador;

 Nível de penetração de 20%;

Redução de 14%.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de belo horizonte setor hiper centro2
CIDADE DE BELO HORIZONTE EM ÁREAS URBANASSetor Hiper Centro

Variação de 64% entre caso real e caso ideal;

 Não conseguiria a auto suficiência – conseguiria nível de penetração recomendável;

Grande importância para a concessionária – energia gerada, benefício ao sistema de T & D.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de belo horizonte setor floresta
CIDADE DE BELO HORIZONTE EM ÁREAS URBANAS Setor Floresta

Nível de penetração de 20%;

 Pico de geração FV:dia – pico da demanda: noite;

Aquecimento solar:deslocaria o pico para o dia.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de belo horizonte setor floresta1
CIDADE DE BELO HORIZONTE EM ÁREAS URBANAS Setor Floresta

Variação de 64% entre caso real e caso ideal;

 Conseguiria a auto suficiência (três tecnologias);

Grande potencial de geração FV – área de cobertura disponível: mini usina geradora.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de belo horizonte setor santa efig nia
CIDADE DE BELO HORIZONTE EM ÁREAS URBANAS Setor Santa Efigênia

 Nível de penetração de 20%;

 Pico de geração FV:dia – pico da demanda: noite;

Aquecimento solar:deslocaria o pico para o dia.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Cidade de belo horizonte setor santa efig nia1
CIDADE DE BELO HORIZONTE EM ÁREAS URBANAS Setor Santa Efigênia

Variação de 64% entre caso real e caso ideal;

 Não conseguiria a auto suficiência;

Grande importância para a concessionária – energia gerada;

Energia próxima ao ponto de consumo – evitando grandes percursos.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Conclus es finais
CONCLUSÕES FINAIS EM ÁREAS URBANAS

Centros Urbanos : grande potencial de geração FV;

Geração FV – inúmeros benefícios: eficiência energética geração de energia e economia;

 Florianópolis e Belo Horizonte: bons resultados em termos de geração de energia e redução da curva de carga;

 Contribuição do sistema FV: duas formas – redução da curva de carga (setores centrais) e mini usina geradora (residencial);

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Conclus es finais1
CONCLUSÕES FINAIS EM ÁREAS URBANAS

Mini usina geradora: energia complementar – não possuem área de cobertura disponível;

Setores residenciais – horizontais-grande área de cobertura-pico noturno;

Setores Centrais – verticais- área de cobertura reduzida – pico diurno;

 Setor Centro (Florianópolis): 12% da área de cobertura – 10% nível de penetração;

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Conclus es finais2
CONCLUSÕES FINAIS EM ÁREAS URBANAS

Setor Hiper Centro (Belo Horizonte): 10% da área de cobertura – 10% nível de penetração;

Estudos nas duas regiões mostraram três casos de potencialidades – importância fundamental do estudo das características construtivas;

Inclinação e orientação das coberturas: não são fatores limitantes.


Limita es do trabalho
LIMITAÇÕES DO TRABALHO EM ÁREAS URBANAS

Dificuldades na aquisição de informações (órgãos públicos);

Florianópolis: valores precisos de área de cobertura – estudo mais elaborado – quantificar a margem de erro;

 Belo Horizonte: possui banco de dados referentes à área de cobertura; valores de corrente (alimentadores individuais) – descontinuidade – comprometem a precisão.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


Sugest es para trabalhos futuros
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS EM ÁREAS URBANAS

 Análises para qualquer centro urbano – todas as capitais do Brasil (Nordeste) – potencial energético;

 Estudo preciso: metodologia de cálculo de sombreamento (cada hora do dia) – radiação varia;

 Edificações de caráter público (setores estudados): quanto de energia FV seria necessária e a economia para a concessionária local.

INTRODUÇÃO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

METODOLOGIA APLICADA

RESULTADOS OBTIDOS

CONCLUSÕES


FIM EM ÁREAS URBANAS


Setor jurer
SETOR JURERÊ EM ÁREAS URBANAS


Setor centro
SETOR CENTRO EM ÁREAS URBANAS


ad