Prospectiva de energia eólica e solar fotovoltaica na produção de electricidade

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Prospectiva de energia eólica e solar fotovoltaica na produção de electricidade
Solar e eólica prospectivo de energia fotovoltaica para produção de electricidade
Aurelio Beltran-Telles 1   * 
Mario Morera-Hernandez dois 
Aneto Francisco Lopez-Monteagudo 1 
Rafael Villela-Varela 1 
1 Universidade Autônoma de Zacatecas, Unidade Acadêmica de Engenharia Elétrica, Av. Ramón López Velarde não. 801, Zacatecas, Zacatecas, México, CP 98060.
2 CUJAE, Politécnico José Antonio Echeverría, Departamento de Engenharia, Rua 114, no. 11.901, entre Ciclovía e Rotonda, Marianao, Havana, Cuba. CP 19390.
RESUMO
O aumento do preço dos combustíveis fósseis e problemas de poluição resultantes da sua queima, causaram uso intensificação da energia renovável para produzir electricidade. O objectivo deste estudo foi o de estimar o desenvolvimento de energia solar fotovoltaica e energia renovável vento na geração de energia eléctrica, em comparação com a produzida a partir de combustíveis fósseis. vários relatórios emitidos por organizações governamentais e não-governamentais sobre o consumo global de energia para produzir eletricidade usando combustíveis fósseis e energia renovável, sobre a questão das alterações climáticas e as políticas estabelecidas para incorporar energia renovável na carteira foram consultados mundial de energia. Os resultados indicaram que as plantas de geração de energia eléctrica a partir de energia eólica e solar-fotovoltaica são competitivos com plantas utilizando recursos fósseis. No curto prazo, as leis reguladoras são esperados, com penalidades para a poluição, para limitar os efeitos nas alterações climáticas, o que irá aumentar o custo de produção de plantas convencionais, favorecendo o desenvolvimento das plantas de energia renováveis, principalmente a energia solar fotovoltaica , que tem o maior crescimento das energias renováveis.
PALAVRAS-CHAVE:  energia renovável; solar fotovoltaica; energia eólica; energia elétrica; custo
RESUMO
O aumento do preço dos combustíveis fósseis e os problemas de poluição decorrente da sua queima resultou na intensificação do uso de fontes renováveis ​​de energia para produzir eletricidade. O objetivo deste estudo foi avaliar o desenvolvimento da energia solar fotovoltaica e energia eólica na geração de eletricidade, a geração em relação aos combustíveis fósseis Com produzido. Vários relatórios emitidos por organismos governamentais e não-governamentais sobre o consumo geral de energia para produzir eletricidade a partir de combustíveis fósseis e de fontes renováveis ​​de energia, sobre a Mudança Climática e em superfícies poli incorporar fontes de energia renováveis ​​na carteira global de energia foram consultados. Os resultados indicaram que energia elétrica das usinas de geração de energia eólica e solar fotovoltaica são competitivos Com relação às plantas que usam recursos fósseis. No curto prazo, que as leis reguladoras incluem sanções relacionadas com a poluição para limitar são esperados os efeitos nas alterações climáticas a surgir. Tais leis são susceptíveis de aumentar o custo de produção de plantas convencionais, enquanto favorecendo o desenvolvimento de usinas de energia renovável, energia solar fotovoltaica, principalmente, que tem a crescente energia renovável mais rápido.
PALAVRAS-CHAVE:  energias renováveis; energia solar fotovoltaica; energia eólica; produção de energia eléctrica; custo
INTRODUÇÃO
O estimado em todo o mundo em 2016, a população é de 7 bilhões 413 milhões de pessoas e é esperado para 2038 é de 9 bilhões ( WM de 2016 ). Esta pressão aumento da população nas economias dos diferentes países a crescer para atender às necessidades de seus habitantes; por exemplo, a China ea Índia têm projetado um crescimento de 5,5% ao ano ( Morales de 2014 ; BP3 de 2016 ). O uso de energia demanda da população e crescimento econômico, que vem principalmente de recursos energéticos fósseis (petróleo, gás, carvão), que foram explorados por mais de 100 anos como uma fonte de calor, a energia da luz, combustível ver hicles e para gerar eletricidade ( INEEL de 2009 , UK, 2009 ; DOE de 2013 ). Ele considera-se que esta dependência dos recursos fósseis, eventualmente, levar ao seu esgotamento ( STATOIL de 2014 ). Uma outra desvantagem no uso desses recursos naturais é que, pela queima da combustão de combustíveis fósseis para energia, gerar grandes quantidades de CO 2 , gás de estufa principal (GEE) antropogénico ( IDEAM de 2007 ; BP de 2014 ; Statoil, 2014 ); e é considerada uma das principais causas da mudança climática, de modo cada vez mais políticas restritivas são estabelecidos a nível mundial no uso desses recursos ( IEA-WOE1 de 2013 ; IPCC de 2013 ; IPCC de 2014 ).
desenvolvimento de tecnologia de energia elétrica tem sido um grande impacto no crescimento económico da humanidade e agora constitui aproximadamente 65% do dução pro da energia em todo o mundo. No entanto, embora a instalação de usinas geradoras de eletricidade a partir do petróleo, gás e carvão, isso parece bastante atraente, na avaliação do investimento líquido neste sector nos últimos anos mostra que os investimentos em geração de energia renovável eletricidade adicional apresenta um maior aumento de investimentos para gerar mais combustíveis fósseis ( IEA, 2012 ; IEA2, 2013 , REN21, 2013 , BP2, 2014 , REN21 de 2014 ). Algumas das energias renováveis considerados são: solar, hídrica eólica, biomassa, biocombustíveis, das marés, geotérmica, hidrogênio e células de combustível, entre outros.
Não é particular interesse em energia solar e eólica, para estar disponível para um maior ou menor grau em qualquer lugar no mundo e que o seu uso permite cresceu mentira económico sustentável que é não ligada à volatilidade dos preços dos combustíveis fósseis ( Bimal, 2013 ; REN21 de 2013 ; BP de 2014 ). Outro tipo de desenvolvimento de energia que vem de biocombustíveis, mas existe a preocupação de que seu uso provoca escassez e aumento dos alimentos preços ( presságio Rodriguez et al., 2015 ).
A geração de eletricidade a partir de energia nuclear ainda é de grande importância hoje, mas perdeu o interesse potencial em todo o mundo por causa do desastre em Fukushima, no Japão, em 2011, danificado alguns reatores nucleares, e vazamento de combustível radioativo em um deles, produzindo poluição pesada, os danos ecológicos e mortes; Além disso, ele refrescou a memória do desastre Cherno-bil. Estes acontecimentos levaram alguns países, incluindo a Alemanha e, especialmente, o próprio Japão, políticas estabelecidas com a intenção de eliminar reatores nucleares, ou políticas de segurança mais restritiva. Além disso, os objectivos propostos para incorporar diferentes níveis de energia eléctrica a partir de energia solar e eólica ( IEA, 2012 ; Euro de 2013 ; IEA, 2014 ).
O acordo da Organização das Nações Unidas Convenção-Quadro sobre Mudanças Climáticas das Nações Unidas (UNFCCC, na sigla em Inglês Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima), París Francia, em 2015, e assinado em Abril de 2016, terá impacto sobre o desenvolvimento de energia renovável. Particularmente alvo 13, onde os países membros das Nações Unidas se compromete a tomar medidas para combater as mudanças climáticas e seus efeitos ( CMCC, 2015 ). A partir daí, você pode descartar, que as empresas não fazer projeções com base em políticas de desenvolvimento sustentável, e usar baixos - tecnologias de carbono para reduzir gases de efeito estufa terão perdas financeiras consideráveis ( IEA5, 2014 ; CMCC1 de 2016 ).
O objectivo deste estudo foi determinar o desenvolvimento de energias renováveis ​​solar e eólica fo tovoltaica na geração de energia, como fontes alternativas de energia obtida pela utilização de combustíveis fósseis.
o consumo de energia atuais e potenciais em todo o mundo
Os combustíveis fósseis atender a demanda atual de energia e que estima-se que irá fornecer 80% da demanda de energia necessária em 2040, mas a perspectiva de seu aumento na geração de energia primária (indústria, transportese outros), é considerado para ser marginal do presente até 2035 ou 2040 ( EM, 2016 ).
Na Figura 1 você pode ver uma projeção do consumo de energia nos próximos anos. Vê-se como o uso de gás continuará a aumentar, com uma taxa de crescimento anual de 1,6% 1,8% 2,040, ao passo que o óleo é de 0,8%. Carvão irá diminuir, calculada em 0,2%. Ele estima que o óleo, agora atende em média 31% do total da energia requerida, se reunirá apenas 25% da energia consumida em 2040; Enquanto isso, o uso de carvão vai passar 35% em 2014 para 25% em 2040, a utilização de gás aumentou de 21% para 23%; enquanto a energia renovável actualmente utilizado por 1%, um aumento estimado de 4,8% em 2040. A percentagem restante é distribuído em hidráulico, biomassa e nuclear ( IEA2, 2013 ; IEA8, 2013 ; PA, 2014 ; BP2, 2014 ; Statoil, 2014 ; MS, 2016 ).
Figura 1  Taxa de crescimento anual estimada para atender a demanda global por combustíveis em 2040, com base nos valores reportados em 2010 ( MS, 2016 ). 
Figura 1.  taxa de crescimento global anual estimado para atender a demanda por combustível até 2040, com base nos valores relatados em 2010 ( MS, 2016 ). 
Actualmente, a geração de energia requer um monte de consumo de combustíveis fósseis, gerando um alto nível de poluição ambiental, o que vai contra o conjunto de políticas desenvolvidas por diferentes agências e estados, em todo o mundo, para Mante um ner cenário aumento global do máximo 2 ° C. Estas políticas também procurar a limitar a concentração de gases com efeito de estufa na atmosfera, a cerca de 450 ppm (partes por milhão) de CO 2 (fase 450), e estão contidos no acordo de Quioto e UNFCCC ( IEA-OCDE1, 2013 ; IPCC, 2014 ). A crescente preocupação é que a queima de combustíveis fósseis é uma das atividades de seres humanos que mais contribuem para a mudança climática devido às emissões de gases de efeito estufa, causando mudanças na radiação solar, radiação infravermelha de saída e nas propriedades da superfície da terra que alteram o equilíbrio energético do sistema climático ( INEEL de 2009 ; IPCC, 2014 ).
Para estudar as mudanças climáticas têm desenvolvido diferentes para a frente a sua evolução, tendo em conta as emissões de gases radiativos força antropogênica, denominado percursos de concentração representativos (RCP, por sua sigla em Inglês: Concentração Representante Pathways). Dentro destas rotas são as RCP4.5, um cenário de atenuação, que considera a atingir um nível mais baixo de força radiativa de 4,5 Wm 2 , o que é equivalente a 500 ppm, 450 ppm em que o objecto aparece como um valor viável ser alcançado ( IPCC, 2014 ). É neste cenário, onde o potencial da energia solar para mitigar a mudança climática no curto prazo (2020) e longo prazo (2050), é excepcional, uma vez que é apenas uma pequena quantidade de CO 2 , a partir de de fabricação do dispositivo e a construção da planta. Outro fator que pode ter impacto sobre a redução da mudança climática é o extenso desenvolvimento de veículos eléctricos, que têm a capacidade de deslocar os veículos de combustão interna, e pode usar a energia elétrica gerada imediatamente na carga da bateria, e eliminando, assim, uma fonte de contaminação ( IEA, 2013 ; BP1, 2014 ).
Na Figura 2 , a investigação em perspectiva global mostrado, através de 2035, em gias tecnologia do baixo teor de CO 2 . Você pode ver mais um aumento dos recursos para a pesquisa na área das energias renováveis entre 2020 e 2035, em comparação com o mostrado nos anos anteriores ( BP, 2014 ; IEA-WEIO de 2014 ).
Figura 2  investimento global em tecnologias de baixo teor de carbono e da eficiência energética na fase 450 ( IEA-WEIO, 2014 ). 
Figura 2.  Os investimentos globais em tecnologias eficientes de baixo carbono e energia no cenário 450 ( ESI-WEIO de 2014 ). 
O papel da energia solar pode ser convertida de uma margem de contribuição pequena, como atualmente considerado para se tornar a fonte de energia mais importante em 2050, porque este tipo de energia tem a maior potencial da todo o portfólio energia disponível, com 40% ( IEA6, 2014 ; REN21, 2014 ).
A energia eólica ou vento, é baseada indirectamente na energia do sol. Uma pequena proporção de radiação solar recebida pela Terra se transforma em energia cinética. A causa principal é o desequilíbrio entre a produção de energia líquida de latitudes elevadas e entrada de energia líquida a baixas latitudes. a rotação da terra, características geográficas e os gradientes de temperatura afecta a localização e natureza dos ventos resultantes. O uso de energia eólica requer que a energia cinética é transformada em energia mecânica (lâminas em movimento) e esta em energia eléctrica por meio de geradores, para torna-se útil ( IEA-WOE1, 2013; IEA3 de 2014 ).
A energia eólica oferece um grande potencial no curto prazo (2020) e longo prazo (2050) para reduzir as emissões de GEE ( IEA1, 2013 ; IEA4 de 2013 ). Não são diferentes tecnologias de energia eólica disponível em uma ampla gama de aplicações; mas a sua principal utilização, relevantes para a mitigação das alterações climáticas, é a geração de eletricidade a partir do vento, usando grandes turbinas ligadas à rede, se utilizados em terra ou no mar ( IEA4 de 2013 ).
Tecnologia para converter energia eólica em energia elétrica é considerada uma tecnologia madura e amplamente utilizado em todo o mundo. No entanto, de acordo com o mundo todo o potencial disponível, de acordo com estudos, a sua utilização ainda está em um nível muito baixo ( IEA3 de 2014 ). Capacidade técnica para a produção global de energia eólica exceder o volume real da produção de electricidade. Potencial de geração de 19.400 TWh / a terra, que pode chegar a até 125 000 TWh / a produção combinando onshore e perto da costa, mesmo considerando a existência de possíveis obstáculos para travar o seu desenvolvimento é estimado ( IEA4 , 2013 ; IEA6, 2014 ).
capacidade atual geração eólica instalada
Instalado para a geração de capacidade de energia eólica tem aumentado gradualmente desde 2005 e manteve-se até 2015 ( Figura 3a ). No entanto, não é uma alteração da taxa de aumento anual, apreciando três períodos muito definidos ( Figura 3b ), as primeiras tampas 2005 a 2009, na qual um aumento de 25,53% é apresentada a 31,40%. Desde 2009, a taxa de crescimento diminui para atingir o seu valor mínimo em 2013, de 31,40% para 12,72%. Nos últimos dois anos (2014-2015), a taxa de aumento da capacidade instalada novamente mostra tendência positiva, atingindo um valor favorável de 17,02%, mas ainda está longe do histórico de 31,4% registrado em 2009 ( REN21 de 2013 , REN21, 2014 ; REN21, 2015 ; REN21, 2016 ).
Figura 3a  vento mundial adições de capacidade de energia year-eléctricay, 2005-2015 ( REN21 de 2016 ). 
Figura 3A. capacidade global de eletricidade da energia eólica e acréscimos anuais de 2005 a 2015 ( REN21 de 2016 ). 
Figura 3b  aumento anual na capacidade mundial de energia eólica. 
Figura 3b. taxa de aumento anual da capacidade total de electricidade de energia eólica. 
A capacidade de produção de energia eléctrica a partir da energia do vento não está distribuída uniformemente. O 83,69% da capacidade instalada em 10 países, onde a China é o principal gerador, com capacidade de produção de 144,83 GW (GigaWatts), seguida por Estados Unidos (EE. UU.) (74,14 GW), Alemanha ( 44,83 GW), Índia (25 GW), Espanha (22,4 GW), Inglaterra (13,79 GW), Canadá (10,69 GW), França (9,48 GW), Itália (8,62 GW) e Brasil (8,62 GW). Isto significa que os outros países só tem uma capacidade instalada de 70,6 GW, de 433 GW em todo o mundo ( IEA4 de 2013 , REN21 de 2014 , REN21 de 2015 , REN21 de 2016 ). O 74,76% da capacidade de geração adicional em 2015 concentrou-se em quatro países: China, Alemanha, EE. UU. e no Brasil, este último para o segundo ano aparece entre os dez países com a maior capacidade instalada ( EWEA de 2015 , REN21 de 2015 , REN21 de 2016 ).
Em termos de desenvolvimento tecnológico, os 10 principais fabricantes de turbinas, que capturou 73,2% das vendas no mercadomundial em 2015, em comparação com 77% em 2012, foram distribuídos da seguinte forma: China (5), Europa (4), e EE. UU. (1). Em 2015, a China dominou o mercado com 28%, seguida pela Dinamarca, com 11,8% e EE. UU. com 9,5% ( REN21, 2015 ; REN21, 2016 ). Em 2015, a marca Goldwind ganhou o primeiro lugar em vendas, com 12,5%, a Vestas em segundo lugar com 11,8%, GE vento a terceira e Siemens ficou em quarto lugar ( REN21 de 2014 , REN21 de 2015 , REN21, 2016 ) .
capacidade de geração elétrica instalada PV
Instalado geração de electricidade a partir de energia solar, utilizando painéis fotovoltaicos, capacidade aumentada de 5,1 GW em 2005-227 GW em 2015 ( Figura 4 ) ( REN21, 2013 ; REN21, 2014 ; REN21, 2015 ; REN21, 2016 ) .
4  Mundial Solar capacidade fotovoltaica por país, 2005-2015 ( REN21 de 2016 ). 
Figura 4.  Solar PV capacidade total por país de 2005 a 2015 ( REN21 de 2016 ). 
Os principais países produtores de electricidade a partir de energia solar fotovoltaica, no período de 2009 a 2015 foram: China, que passou de geração de 7% da produção mundial em 2012, ocupando o quarto lugar; para 19,03% em 2015, ocupando o primeiro lugar; Alemanha ganhou o primeiro lugar em 2009, gerando 47% da produção mundial; e em 2015 ele ficou em segundo lugar com 18,6%. No mesmo ano, o Japão ficou em terceiro lugar com 15,1%; EE. UU, quarto com 11,27% .; O quinto, com 8,37% da Itália; Reino Unido ficou em sexto lugar em 2015 para 3,9%; seguido por França, Espanha, Austrália e Índia ( IEA8 de 2013 , REN21 de 2014 , REN21 de 2015 , REN21 de 2016 ). As células fotovoltaicas de capacidade de geração de energia, acrescentou, em 2015, para os principais países, foi: 43,2 GW na China; 34,3 GW no Japão; e 25,6 GW em EE. UU. ( REN21, 2014; REN21, 2015 ). Em 2014, a Índia apareceu pela primeira vez entre os 10 países com a maior capacidade instalada ( REN21 de 2015 , REN21 de 2016 ). China dominou o mercado em 2014, com 67% da produção total mundial de eletricidade fotovoltaica; seguida pela Europa com 8%, em terceiro lugar, o Japão com 5,1%. O quarto lugar foi mantido Canadá com 4,6%. Embora não seja mostrado nas 15 principais fabricantes, a Índia está aumentando a produção de uma ampla gama de produtos e componentes para sistemas solares, a fim de atingir os seus objectivos nacionais de energia ( REN21, 2013 , REN21, 2014 , REN21, 2015 ).
Em termos de desenvolvimento tecnológico, 60% de todos os painéis solares foi produzido em 2014 por 11 empresas, listadas em ordem decrescente por volume produzido: Solar Trina (China), Yingli (China), Canadian Solar (China), Jinko Solar ( China), Solar JA (China), Sharp (Japão), ReneSola (China), First Solar (EUA), Hanwha SolarOne (Coréia do Sul), Kyocera (Japão), e SunPower (EUA) ( REWE de 2014 , REN21 de 2015 ).
Custo de geração de eletricidade
O custo de produção de energia elétrica é um parâmetro que pode permitir a exibir, no futuro imediato, que tipo de plantas serão aqueles que prevalecem. Para determinar o custo são dois tipos de estudos são realizados, um é o custo padrão de electricidade (CNE), o segundo é o estudo de custo evitado padronizado de produção de energia eléctrica no projecto (CNEE). Um terceiro estudo, que será o custo social do padrão electricidade (CSNE) (também propõe WEC de 2013 ; EIA de 2016 ).
O estudo da CNE considera o custo (US $ / MWh) para construir e operar uma central de produção ao longo de um ciclo de vida e risco financeiro assumido. entradas principais para calcular a CNE incluem despesas de capital, os custos de matérias-primas utilizadas, tais como o carvão e gás natural ( EIA, 2016 ), os custos de operação e manutenção, uma taxa de utilização assumido para cada tipo de planta e receitas, em que a viabilidade do projecto é determinado. Embora o estudo CNEE descobre que os custos podem ser evitados, uma vez que cada país ou região tem variações. Por exemplo, o custo do combustível em um país produtor pode ser mais barato do que o custo a ser pago para o transporte para outra região. incentivos fiscais para empresas que contribuem para a melhoria do ambiente ou a planta que não precisa de insumos, entre outros (Pode haver EIA de 2016 ). Finalmente, um terceiro estudo que pode ser um fator determinante na viabilidade de um projeto, o CSNE é sugerido; Este estudo também é considerado, os custos incluem a possibilidade de danos ecológicos ( WEC, 2013 ; EIA de 2016 ).
Administração de Informação da Energia dos Estados Unidos desenvolveram um modelo que gera os valores CSNE e CNEE dos resultados de estudos de planta programadas prevalecer ao longo dos próximos 30 anos e que funcionam a gás natural, carvão, energia solar fotovoltaica e do vento, onshore e offshore ( EIA, 2016 ).
Na Tabela 1 , os resultados obtidos são apresentados por este modelo, que pode ser visto como 2040 os custos de electricidade a partir de energia eólica e solar, considerando tanto o CNE como CNEE são vs. competitiva carvão e gás natural. Apenas eólica offshore apresenta diferença importante entre os dois resultados.
Tabela 1  Custo estimado de eletricidade (US $ / MWh) que irá ocorrer em plantas que entram em operação em 2022 como a fonte de energia utilizada. 
Tabela 1.  Custo estimado de energia elétrica (US $ / MWh) em plantas que entrará em operação em 2022 por fonte de energia para ser usado. 
Custos calculados a partir de dados da EIA de 2016 .
Desenvolver tecnologias para tornar a energia solar mais acessível e vento
A viabilidade das energias renováveis, especialmente solar e eólica, pode ser incorpo ancoradouros em um volume grande o suficiente para ter impacto na resolução do problema de energia em todo o mundo, pode ser exibido com base em uma análise do estado atual da tecnologia e projetos sobre estas energias são países, tais como China, Alemanha e EE. UU. para os próximos oito anos ( DENA, 2013 ; Sunshot de 2014 ). Por exemplo, um dos objectivos que foram estabelecidos para a utilização óptima da energia solar está a atingir a eficiência em painéis fotovoltaicos 20% em 2020, com os custos que maximizam a rentabilidade. Actualmente, a empresa SunPower, um dos principais fabricantes de painéis fotovoltaicos em todo o mundo, indicado na folha de dados da série painéis SPR-E20-327, uma eficiência de 24,7%; enquanto Yingli solar, com a sua série de painéis YL280C panda-30b garante uma eficiência de 17,1%, e Gorjeia solar, na sua série TSM-PC14 assegura a eficiência de 15,7%. Estes rendimentos atuais são interessantes, porque até um alguns anos atrás a máxima eficiência média foi de entre 12% e 15%, por isso espera-se que vários fabricantes amplamente exceder a eficiência mínima exigida em 2020. No outro lado, equipamentos eletrônicos poder, envolvida na conversão, tais como rectificadores, elevadores, redutores e os investidores, têm uma variedade de topologias, que são melhoradas de cada dia, melhorando a qualidade da conversão e obtenção de interagir de forma mais eficiente com a rede geral poder ou micro-redes. Também são de fabricação de corte - dispositivos de borda (MOS-FET, IGBT, GTO, entre outros) envolvidos no desenvolvimento de tais equipamentos, materiais, tais como Carburo de silicio (SiC), que pode ter uma maior densidade de manuseamento velocidades de alimentação e de comutação rápida ( Ino, 2014 ). No campo da tecnologia da energia eólica é desenvolvido considerando se o equipamento será usado em terra ou no mar. Para as plantas em terra, o desenvolvimento centra-se na concepção de geradores mais eficientes e o comprimento ideal das lâminas, com o qual você pode obter o máximo de energia a baixas velocidades de vento; Eles são geralmente feitos de poderes entre 2 e 3 MW MW. Para as plantas no Tamar, turbinas compactos de 2 MW a 3 MW são oferecidos e investigada em 6 MW, que podem ser instalados em áreas tufões turbinas para aproveitar a energia potencial, uma vez que podem resistir a elevadas velocidades do vento ( WP, 2015 ).
A implementação de algoritmos de controle automático é cada vez mais sofisticados devido ao desenvolvimentode dispositivos de microprocessadores que lidam com dados a velocidades muito altas, permitindo que as plantas fotovoltaica e eólica geração, interagir com a rede, monitorando tanto a demanda energia e da disponibilidade deste em diferentes pontos de consumo e de geração, utilizando ao máximo essas energias é alcançado, apesar de sua intermitência ( inteligente de 2010 ).
Fatores limitantes à expansão da energia solar e eólica
Fatores limitantes à expansão da energia solar e eólica são divididos em técnicas virtuais e políticos; entre os quais o alto custo inicial da energia da planta e a necessidade de um equilíbrio entre oferta responsável e demanda em uma determinada área geográfica FICA (redes inteligentes) autoridade ( Luckow et al., 2015 ). Em alguns países, são diferentes empresas fornecedoras de eletricidade, de modo a coordenação entre estes é necessário. A construção de usinas eólicas e solares deve ter regras claras que determinam os lugares onde a sua construção, onde não só a produção de energia é maximizada, mas considere minimizar os impactos sobre a vida selvagem, problemas visuais e outros aspectos é permitido. Isso seria reduzir o tempo de procedimentos de licenciamento e perdas, portanto, econômicos e de tempo. Você também deve identificar os pontos-chave onde as ampliações da rede de transmissão vai precisar durante a próxima década, como bem como um estudo prevendo o fim da vida de plantas de combustíveis fósseis e novas plantas acrescentou estes. Em adição, eles devem construir linhas de transmissão de alta tensão HVDC corrente contínua, para transmitir energia renovável para centros populacionais, como análises econômicas indicam comparativamente ser viável com linhas de corrente alternada. Não são também opiniões que indicam que níveis elevados de penetração de geração de energia fotovoltaica em sistemas de distribuição, tornar a rede elétrica vulnerável às flutuações do poder real, qualidade de energia, cortes, variações de tensão e frequência ( NREL, 2014 ). No entanto, um estudo realizado em 2015 pelas empresas General Electric e da Energia Renovável Laboratório Nacional dos EUA revela que a rede poderia responder de uma forma atempada e fiável, se os regulamentos sobre plantas geração distribuída permite utilizando características avançadas de dispositivos de conversão (inversores) ( NREL, 2015 ). Finalmente, a política do Estado deve ser claro em seus objetivos de incorporação de energias renováveis e estes não estão sujeitos a incertezas, bem como incentivos e preços da energia produzidos.
CONCLUSÕES
A análise indica que o custo da construção de uma geradora de energia eléctrica a partir de combustíveis fósseis planta continua a ser uma alternativa economicamente viável. No entanto, esta tecnologia enfrenta os desafios de flutuação custos e regulamentações internacionais para limitar gases de efeito estufa. Além disso, o esgotamento desses recursos no futuro próximo. Além disso, os custos de investir em uma planta de energia eólica, localizadas em uma área com taxa apropriada de vento, pode ser comparável ou menor do que as necessárias para construir uma usina convencional, especialmente considerando os incentivos atuais para esta atividade econômica e tecnologia para gerar eletricidade a partir de energia eólica é considerada madura, bem estabelecida e usada em um nível muito baixo em comparação com seu potencial. Por sua parte, centrais solares fotovoltaicas são competitivos do ponto de vista de que não necessitam de combustível para operar, não estão sujeitos a flutuações nos custos de estes requerem pouca manutenção e a análise económica indica uma ligeira diferença no custo do a energia produzida com respeito a essas plantas. Custo diminui de forma constante, melhorando a eficiência de conversão de painéis fotovoltaicos e a tecnologia associada com a incorporação destas energias na distribuição de energia da rede pública. O estabelecimento de leis reguladoras com sanções para a poluição, para limitar os efeitos nas alterações climáticas, incentivar o desenvolvimento de plantas de energia renováveis, principalmente fotovoltaicos, a curto ou médio prazo.
REFERÊNCIAS
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Recebidos: 31 de maio de 2015; Aprovado: 16 de agosto de 2016