Seminário de Energia Solar Geração de Energia Elétrica

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Aureliane Alves Santana
HELTON DA SILVA ANDRADE
JOÃO PEDRO DE ALMEIDA BATISTA
LARISSA LOPES CÔRTES
LAUDELINO almeida galvão júnior
TÉCIO VINÍCIUS SANTOS TEIXEIRA
ENERGIA SOLAR
ENERGIA SOLAR
	É um termo que se refere à energia proveniente da luz e do calor do Sol. 
	
	É utilizada por meio de diferentes tecnologias em constante evolução, como o aquecimento solar, a energia solar fotovoltaica, a energia heliotérmica, a arquitetura solar e a fotossíntese artificial.
HISTÓRICO
1839:O efeito fotovoltaico é observado pela primeira vez pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel.
1877: Dois inventores norte americanos, W. G. Adams e R. E. Day desenvolveram o primeiro dispositivo sólido de fotoprodução de eletricidade.
1883: Charles Fritts constroi a primeira “célula solar“, com apenas 1% de eficiência.
1905: Albert Einstein explica a física do efeito fotoelétrico.
1954: Pearson, Fuller e Chapin (Lab. Bell) – Desenvolveram a Primeira célula FV prática (mono-Silício)
1955: A primeira aplicação de uma célula solar de silício foi como fonte de alimentação de uma rede telefónica.
1958: Foi lançado o primeiro satélite abastecido por células fotovoltaicas, o Vanguard I. 
1973:A barreira dos 20% de eficiência foi pela primeira vez ultrapassada pelas células fotovoltaicas da Universidade de New South Wales, na Austrália
Décadas de 80 e 90: Tecnologia fotovoltaica se espalha pelo mundo, e aplicações terrestres superam as espaciais. 
2006: Febre do silício. 
ENERGIA SOLAR NO BRASIL E NO MUNDO
O Brasil é um dos países com maior potencial de energia solar no mundo, mas possui apenas 15 MW de capacidade instalada de energia fotovoltaica.
 
O Brasil possui hoje cerca de 15 MW de potência instalada de energia fotovoltaica, segundo dados da ANEEL, além de seis projetos de empreendimentos fotovoltaicos com potência total 128 MW, que devem ser construídos nos próximos anos. A geração solar é incipiente se comparada à matriz elétrica brasileira, que possui 135.000 MW de potência instalada.
A Alemanha é um exemplo no que diz respeito à geração de energia solar, com 35.500 MW de potência instalada em centrais fotovoltaicas – capacidade instalada superior ao total de usinas termelétricas instaladas no Brasil, atualmente com 25.919 MW de capacidade instalada.
Importante ressaltar que a Alemanha recebe menos da metade da radiação solar diária em comparação com o Brasil – cerca de 2,5KWh/m² contra, em média, 5,9KWh/m² diários do Nordeste brasileiro. O Brasil é um dos países com maior potencial de energia solar do mundo. 
ENERGIA SOLAR NO BRASIL E NO MUNDO
	Em 2012, estudo da EPE mostrou que, se uma área de 2.400km² fosse coberta com painéis fotovoltaicos, em uma região com insolação média da ordem de 1.400 KWh/m²/ano, essa instalação atenderia integralmente ao consumo do SIN verificado em 2011, com carga de 56.100 MW(med). O cálculo foi realizado considerando um fator de capacidade de 18%.
ENERGIA SOLAR NO BRASIL E NO MUNDO
Fonte: Atlas Brasileiro de Energia Solar, 2006
As perspectivas para a energia solar são animadoras. No 6º Leilão de Energia de Reserva (LER), o teto para comercialização da energia solar foi definido em R$262/MWh, mas, ao final do leilão, os contratos mostraram o preço médio de R$215/MWh, deságio de 18%.
Os leilões de energia solar poderão estimular a indústria de painéis fotovoltaicos no Brasil, pois a importação dos painéis solares expõe os investidores à variação do dólar e encarecem o produto. Em 2015, a variação do insumo foi de 30% devido à desvalorização do real.
A expectativa do mercado e do governo é de forte crescimento deste mercado no médio prazo. O Brasil tem recursos naturais para a produção nacional dos painéis solares uma vez que detém 95% das reservas mundiais do silício, a principal matéria-prima dos equipamentos.
ENERGIA SOLAR NO BRASIL E NO MUNDO
O SOL: FONTE DE ENERGIA
É a fonte de energia com maior potencial para suprir a crescente demanda energética em todo o mundo;
Radiação DIRETA: vem diretamente do sol;
Radiação DIFUSA: é a claridade do céu quando o sol está totalmente encoberto por nuvens.
O SOL: FONTE DE ENERGIA
A energia solar recebida pela Terra é cerca de 5 mil vezes maior do que o consumo mundial de eletricidade e energia térmica somados;
 
A energia solar que chega a Terra em um ano é cerca de 35 vezes maior do que as reservas mundiais de petróleo, carvão, gás natural e urânio somadas.
​
Em um ano, A Terra recebe 80 mil vezes mais energia do Sol do que todas as outras fontes renováveis somadas podem produzir no mesmo período.
O SOL: FONTE DE ENERGIA
CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
É unidade básica de um sistema fotovoltaico;
São responsáveis pela conversão da radiação solar em eletricidade;
Para uma maior geração de potência elétrica os fabricantes associam varias placas que formam um módulo fotovoltaico;
FUNCIONAMENTO DAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
FUNCIONAMENTO DAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
1. SILÍCIO MONOCRISTALINO
É obtido pelo método de Czochralski;
Possui eficiência 15 – 18%;
Tem a forma arredondada ou formato de fatia de pizza;
Tem um tamanho geralmente 10x10cm² de diâmetro e uma espessura de 0,3mm;
TIPOS DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
É obtida pela fundição de lingotes;
Eficiência: 13 – 15% (com antirreflexo);
Forma: geralmente quadrada;
Tamanho: 10x10 cm², 12,5x12,5 cm², 15x15 cm². Espessura: 0,3 mm.
TIPOS DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
2. SILÍCIO POLICRISTALINO
São células de películas finas;
Possui baixa eficiência entre 5 – 9% do módulo;
Sofre degradação provocada pela luz, chamado efeito Staebler-Wronski;
Módulo standard 0,77x2,44 m²; módulos especiais 2x3 m².
TIPOS DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
3. SILÍCIO AMORFO
São células de películas finas;
Não são susceptíveis à degradação causada pela luz;
Possuem instabilidade em lugares quentes e úmidos;
São os mais eficientes entre as células de películas finas 7,5 – 9%;
Tamanho: geralmente entre 1,2 x 0,6 m². Espessura: 3 mm para o substrato com revestimento de 0,003 mm.
TIPOS DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
4. DISSELENETO DE COBRE E ÍNDIO (CIS)
São células de películas finas;
Eficiência: 6 – 9% de eficiência dos módulos;
Forma: formato livre;
Espessura: 3 mm para o substrato com 0,008 mm de revestimento. Tamanho: geralmente 1,2 x 0,6 m². 
TIPOS DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
5. TELURETO DE CÁDMIO
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
É uma fonte de potência elétrico;
Podem ser implantados em qualquer lugar que tenha radiação solar suficiente;
São utilizados em lugares mais inóspitos;
Não emitem nenhum tipo de poluição.
CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
SISTEMA FOTOVOLTAICO HÍBRIDO
É um sistema isolado;
Trabalha em conjunto com outro sistema de geração elétrica;
Pode possuir ou não sistema de armazenamento;
SISTEMA FOTOVOLTAICO AUTÔNOMO (PURO)
 É um sistema isolado;
 
 Não possui nenhuma outra fonte de geração de eletricidade;
 São dotados de acumuladores que armazenam a energia para os períodos sem sol;
SISTEMA FOTOVOLTAICO AUTÔNOMO SEM ARMAZENAMENTO
 É um sistema isolado;
 Funcionam apenas nas horas de sol;
 Normalmente são utilizados para bombeamento de água;
 São dimensionados para fornecer potencial necessário para bomba.
FORMAS DE UTILIZAÇÃO
Energia Solar Térmica
A radiação solar a que a terra está submetida e constituída pelas componentes: DIRETA E DIFUSA	 radiação espalhada.
 direta do sol.
DIRETA + DIFUSA 	 RADIAÇÃO SOLAR
Processo hipotérmicos: 
transformação de energia solar em calor
COLETOR SOLAR
 Aquecimento do fluido pelo Sol circulação do fluido;
 Boa relação custo benéfico.
 Fluido menos denso; 
 Circulação convectiva;
 Sistema mais utilizado;
O Brasil recebe mais de 2200 horas de insolação, tendo uma potência de captação de energia correspondente a 15 trilhões
de MWh, isso equivale a 50 mil vezes o consumo nacional de eletricidade. (atlas brasileiro de energia solar);
O aquecimento de água na maior parte das residências ainda é feito por chuveiros elétricos;
O kWh de energia solar térmica tem um custo de cerca de R$ 0,13 contra o de energia elétrica que é de R$ 0,55.(DASOL)
Em 2014, com 11,24 milhões m² de coletores solares instalados no país, forneceu energia suficiente para abastecer durante uma ano 3,7 milhões de residências.
Media de 166 KWh por residência.
VANTAGENS DO COLETOR SOLAR
 Fonte de energia ecologicamente correta;
 Baixo custo;
 Fonte gratuita e inesgotável;
 Economia na conta de luz;
 Baixo custo com manutenção
Energia solar fotovoltaica: energia obtida através da conversão da luz solar em eletricidade través de células fotovoltaicas, contidas nos módulos fotovoltaicos. 
Energia gerada através dos módulos solares não são armazenadas.
Não há presença de sistemas de armazenamentos e de controlador de carga.
Energia Solar Fotovoltaica 
SISTEMAS CONECTADOS À REDE (ON - GRID)
 Toda energia gerada pelos módulos solares fotovoltaicos (durante o dia), é entregue à rede elétrica instantaneamente;
 O Inversor(CC-CA), é instalado entre o sistema gerador fotovoltaico e o ponto de fornecimento à rede.
 A energia solar fotovoltaica gerada não é destinada a uma carga específica, abastecendo toda a residência juntamente com a rede elétrica da distribuidora.
Energia Solar Fotovoltaica 
SISTEMAS CONECTADOS À REDE (ON - GRID)
 Geração solar fotovoltaica é superior à demanda;
 Geração solar fotovoltaica é inferior à demanda;
 O Sistema fotovoltaico conectado à rede é sincronizado com a energia elétrica da distribuidora. Segurança
Energia Solar Fotovoltaica 
SISTEMAS CONECTADOS À REDE (ON - GRID)
Normativa ANEEL 482/12
Energia ativa injetada no sistema de distribuição pela unidade consumidora, será cedida a título de empréstimo gratuito para a distribuidora, passando a unidade consumidora a ter um crédito em quantidade de energia ativa.
O consumo de energia elétrica ativa a ser faturado é a diferença entre a energia consumida e a injetada.
Os montantes de energia ativa injetada não compensados na própria unidade consumidora poderão ser utilizados para compensar o consumo de outras unidades.
 Medidor bidirecional: Faz o controle da geração;
 Troca do medidor corre por conta do consumidor que fará a instalação do sistema.
 Para a instalação do sistema:
Autorização da distribuidora;
Projeto elétrico;
Memorial descritivo;
 Projeto deve ser desenvolvido por um engenheiro responsável que emita uma ART junto ao CREA. 
USINAS DE ENERGIA SOLAR
O QUE É UMA USINA SOLAR?
 COMO FUNCIONA UMA USINA SOLAR?
5. CALIFORNIA VALLEY SOLAR RANCH (ESTADOS UNIDOS)
 Com capacidade para abastecer cerca de 100 mil casas, o California Valley Solar Ranch é uma planta solar de 250 megawatts instalada ao leste do condado de San Luis Obispo, na Califórnia, Estados Unidos.
Em operação desde Maio de 2014, possui ao todo 749.088 painéis solares em funcionamento que poupam a emissão de mais de 336 mil toneladas de gases tóxicos por ano.
AS MAIORES USINAS SOLARES DO MUNDO
A planta do Agua Caliente Solar Project utiliza três classes de painéis de capa fina com capacidade de 75 a 77 watts cada um, produzindo 731,4 gigawatts-hora de energia por ano.
AS MAIORES USINAS SOLARES DO MUNDO
4. ÁGUA CALIENTE SOLAR PROJECT (ESTADOS UNIDOS)
Instalada na província chinesa de Qinghai, trata-se da maior usina de tecnologia mista hidro-solar do mundo, com capacidade de 480MW.
A Longyangxia Hydro-solar cobre uma área de 9,16 km², disponibilizando cerca de 483 gigawatts-hora por ano.
AS MAIORES USINAS SOLARES DO MUNDO
3. LONGYANGXIA HYDRO-SOLAR (CHINA)
 Ocupando uma área impressionante de 26 km², possui incríveis 9 milhões de panéis fotovoltaicos que, juntos, fornecem 550 megawatts de potência energética.
Produz energia suficiente para abastecer 160 mil casas, poupa a emissão de 377 mil toneladas de CO2 por ano.
AS MAIORES USINAS SOLARES DO MUNDO
2. TOPAZ SOLAR FARM (ESTADOS UNIDOS)
 Encabeçando a lista em primeiro lugar, com capacidade de 550 megawatts, a Desert Sunlight fica à frente por produzir a mesma potência usando uma área menor, “apenas” 16 km².
Sua construção foi iniciada em Setembro de 2011 e concluída em Janeiro de 2015, sendo inaugurada em Fevereiro. Ao todo foram investidos 1,46 bilhões de dólares no projeto.
AS MAIORES USINAS SOLARES DO MUNDO
1. DESERT SUNLIGHT SOLAR FARM (ESTADOS UNIDOS)
USINA SOLAR NO BRASIL
São poucas as usinas de energia solar no Brasil já em funcionamento comercial;
Fatores que contribuem para o crescimento de usinas solares no Brasil
Escassez de chuvas
Aumento do uso das usinas termoelétricas
A PRIMEIRA USINA DE ENERGIA SOLAR NO BRASIL
		A usina solar de Taua, construída em 2011, está localizada no município de Tauá, no sertão do Ceará, e tem capacidade inicial de geração de 1000kWp (1MWp).
A MAIOR USINA DE ENERGIA SOLAR NO BRASIL
		
		
		A usina solar da Tractebel é atualmente a maior usina solar do Brasil em operação comercial. A usina que ficam em Tubarão – Santa Catarina, possui 19.424 painéis fotovoltaicos com uma potência total de 3.000kWp (3MWp).
USINA SOLAR “MEGAWATT SOLAR” DA ELETROSUL
		A usina solar da Eletrosul foi construída sobre o prédio administrativo da empresa. Possui uma potência instalada de 1MW e destaca-se pelo fato de ser a primeira deste tamanho no Brasil a ser construída integrada a um edifício.
USINA SOLAR DO ESTÁDIO MINEIRÃO – BH
		
		É atualmente a maior usina solar construída em um estádio de futebol no Brasil. São mais de 6.000 painéis solares totalizando uma potência de 1420kWp (1.42WMp).
VANTAGENS	
É um recurso totalmente renovável;
Não polui;
Quase não precisa de manutenção;
Considerando-se a vida útil é de baixo custo;
Não faz nenhum barulho;
Tempo de recuperação do investimento é relativamente curto.
ENERGIA SOLAR
Alto custo de aquisição;
Não pode ser aproveitado durante a noite;
Falta de Incentivos no Brasil;
Seu rendimento é alterado conforme os índices radiação, temperatura, quantidade de nuvens, dentre outros.
ENERGIA SOLAR
DESVANTAGENS	
RESIDENCIAL
VALOR
Casa pequena
(até2 pessoas)
R$ 15.000 a R$ 20.000
Casa média
(até 4 pessoas)
R$ 25.000 a R$ 32.000
CasaGrande
(até 5 pessoas)
R$ 32.000 a R$ 40.000
Mansões
(mais de 5 pessoas)
R$ 70.000 a R$ 85.000
OUTROS TIPOS
VALOR
INDUSTRIAS
(100kW)
R$ 650.000 – R$ 820.000
INDUSTRIAS
(500kW)
R$R$3Mi – R$3.8Mi
INDUSTRIAS
(1MW)
R$ 6mi – R$ 6.5Mi
USINAS DE ENERGIA SOLAR (5MW – 30MW)
R$25Mi- R$120Mi
NOSSO GRUPO AGRADECE!