Curso de Análise de Projeto de Energia Limpa

1. Curso de Análise de Projeto de Energia Limpa Análise de Projeto Fotovoltaico (FV) Fotovoltaicos no National Research Laboratory, Quebec, Canada Foto cedida por: CANMET Energy Technology Centre -Varennes © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – 2006.

2. Objetivos • Revisão básica sobre sistemas Fotovoltaicos (FV) • IIustrar considerações chave para análise de projeto FV • Apresentar o Modelo de Projeto RETScreen® FV

3. O que pode fornecer um sistema FV? Sistema de Iluminação Casa Solar,West Bengal, India • Eletricidade (CA/CC) • Água Bombeada • …mas também… • Confiabilidade • Simplicidade • Modularidade • Imagem • Silêncio Foto cedida por : Harin Ullal (NREL PIX)

4. Componentes dos Sistemas FV • Módulos • Armazenamento: baterias, tanque • Condicionador de Força • Inversor • Controlador de carga • Retificador • Conversor CC-CC • Outros geradores : diesel/gasolina, turbina eólica • Bomba Células Células FV Módulo Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.

5. Sistemas em Rede • Integração FV • Distribuida • Centralizada • Tipo de Rede • Central • Isolada • Normalmente não é viável sem subsídio Central de Geração FV Medidor Geração distribuída Medidor Rede Elétrica Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.

6. Sistemas fora da rede • Configuração • Individual • Híbrido • Normalmente bastante viável • Melhor pequenas cargas (< 10 kWp) • Menor custo de capital do que expansão da Rede • Menor custo de O&M do que grupos geradores e baterias primárias Células FV Grupo Gerador Acumulador de Energia Banco de Baterias Transmissor de Rádio - TV Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.

7. Sistemas de Bombeamento de Água • Sistema de classe especial de fora da rede • Normalmente custo viável • Água para animais • Fornecimento de água local • Fornecimento de água doméstico Células PV Acumulador de Energia Bomba Fonte: Photovoltaics in Cold Climates,Ross & Royer, eds.

8. Recurso Solar • 1 Wp de FV= 800 a 2.000 Wh por ano • Latitude • Nebulosidade • Recurso solar no inverno crítico para sistemas fora da rede • Maiores ângulos de absorção (latitude +15º) • Sistemas híbridos • Recurso solar anual crítico para sistemas em rede • Ajuste quando grande proporção de radiação luminosa Foto cedida por : Environment Canada

9. Correlação Carga-Solar Positivo Negativo • Correlação Sazonal • Irrigação • Sistemas cabana • Correlação Diurna • Positiva, zero & negativa Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. Foto cedida por : Sandia Nat. Lab. (NREL PIX) Zero Foto cedida por : BP Solarex (NREL PIX)

10. Exemplos de Custos de Sistemas FV • Casa em rede, 1 kW (38ºN, California) • Energia = 1,6 MWh/ano • Custo = 0,35$/kWh • Custo Rede = 0,08$/kWh • Telecom hibrida fora da rede, 2,5 kW (50ºS, Argentina) • Energia = 5 MWh/ano, (FV=50%) • Custo = 2,70$/kWh • Custo Grupo gerador/Bateria = 4,00$/kWh

11. Considerações Projeto Fotovoltaico • Distancia até a rede • Custo das visitas de campo • Custos de O&M • Confiabilidade vs. custo • Gerenciamento expectativas • Aspectos Sociais • Valores intangíveis • Imagem • Beneficios ambientais • Barulho e poluição visual reduzidos • Modularidade & simplicidade Estação Repetidora NorthwesTel Mountaintop, Northern British Columbia, Canadá Foto cedida por : Vadim Belotserkovsky

12. Exemplos: Tibet, Botswana, Swazilandia e KenyaLuz solar e Sistemas Domésticos FV • Custo ampliação da rede proibitivo • Pequenas cargas • Manutenção local • Simples • Confiável Batik para fins educacionais Sistema solar residencial Foto cedida por : Simon Tsuo (NREL PIX) Foto cedida por : Frank Van Der Vleuten (Renewable Energy World) Residencia do pessoal da clínica médica Sistema solar residencial Foto cedida por: Energy Research Center of the Netherlands Foto cedida por : Energy Research Center of the Netherlands Foto cedida por : Vadim Belotserkovsky

13. Exemplos: Finlandia e CanadáCabanas Remotas e Residências • Modular • Simples • Ruido reduzido • Sem rede de energia • Cabanas: correlações sazonais de carga • Ao longo do ano: sistemas híbridos Cabana Residencia Foto cedida por : Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates) Foto cedida por : Vadim Belotserkovsky Sistema Híbrido Foto cedida por : Vadim Belotserkovsky

14. Exemplos: Morocos e BrasilSistemas de Energia em Vilas Híbridas • Custo ampliação da rede proibitivo • Custo do diesel e da manutenção do grupo gerador altos • Aspectos humanos • Expectativas • Necessidade de gestão • Impactos sociais Vila Escola rural Foto cedida por : BP Solarex (NREL PIX) Foto cedida por : Roger Taylor (NREL PIX)

15. Exemplos: Antártida e CanadáSistema Industrial: Telecomunicações & Monitoramento • Locais muito remotos… • Custo de O&M • Grupo gerador e FV complementares • …e mesmo locais prox. de redes … • Custo do transformador • Pode ser realocado • Mais confiável do que rede Sistema de monitoramento sísmico Foto cedida por : Northern Power Systems (NREL PIX) Sistema Monitoramento Poço Gás Foto cedida por : Soltek Solar Energy

16. Exemplos: Suiça e JapãoEdifícios em Rede com FV • Normalmente não viável sem subsídio • Justificável por: • Imagem • Benefícios ambientais • Estímulo do mercado • Compromissos de longo prazo entre governos, fabricantes e concessionárias têm reduzido os custos Sistema telhado solar Foto cedida por : Atlantis Solar Systeme AG Revestimento escritórios PV Foto cedida por : Solar Design Associates (IEA PVPS)

17. Exemplos: Índia e EUASistemas FV de Bombeamento d`Água Água domiciliar • Viável quando fora da rede • Correlação de carga • Armazenamento em tanque d`água • Correlação sazonal de carga • Melhoria da qualidade da água • Conveniente • Confiável • Simples Sistema de água para gado Foto cedida por : Jerry Anderson,Northwest Rural Public Power District (NREL PIX) Foto cedida por : Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX)

18. RETScreen® Fotovoltaico Modelo de Projeto • Análise mundial da produção de energia, custo do ciclo de vida e redução das emissões dos gases de efeito estufa • Em rede (central ou isolada) • Fora de rede (FV-bateria ou FV-grupogerador-bateria) • Bombeamento de água • Apenas 12 pontos de dados para RETScreen®vs. 8.760 para modelos de simulação horária • Atualmente não incluidos: • Sistemas concentradores • Cálculos da probabilidade de perda de carga

19. RETScreen®FV Cálculo de Energia Calcular radiação solar no plano da célula FV Calcular energia fornecida pela célula FV Modelo de bombeamento d`água Modelo em rede Modelo fora da rede Multiplicar pela Eficiência média bomba/sistema Calculardemandaatendida diretamente pela célula FV (demanda atendida) Calcular perdas no inversor Calcular demanda atendida por baterias Converter em energia hidráulica Calcular falta de absorção pela rede Calcular demanda atendida por grupo gerador Ver e-Manual Análise de Projeto de Energia Limpa: RETScreen® Engenharia e Casos Capítulo de Análise de Projeto Fotovoltaico Calcular energia despachada

20. Exemplo Validação doRETScreen® Modelo de Projeto FV • PV/grupogerador/bateria sistema híbrido na Argentina comparado com simulador horário HOMER • 500 WAC carga • 1 kWp célula, 60 kWh bateria, 7,5 kW grupogerador, 1 kW inversor 160 250 HOMER HOMER 140 RETScreen RETScreen 200 120 100 150 Grupo gerador Consumo (L) FV Energia (kWh) 80 100 60 40 50 20 0 0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Mês Mês Comparando Consumo combustível Grupogerador calculado RETScreen e HOMER Comparando Produção Energia FV calculada por RETScreen e HOMER

21. Conclusões • Eletricidade FV em rede & fora rede, bombeamento d`água • O recurso solar é bom em todo o mundo • Sistemas FV instalados em todos os climas • Custo de capital é alto • Viável fora da rede • Necessita subsídio quando em rede • RETScreen® permite análise anual com recurso de cálculos mensais que pode atingir precisão comparável a modelos de simulação horária • RETScreen® pode propiciar redução substancial dos custos do estudo de pré viabilidade

22. Perguntas? Módulo de Análise de Projeto Fotovoltáico RETScreen® International Curso de Análise de Projeto de Energia Limpa Para informações adicionais consultar a página Web do RETScreen em www.retscreen.net