Energias Alternativas e Inclusão Social · 4 a 12 0. 35 a 120 25 a 45 BIOMASSA 27.7 10 a...
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Energias Alternativas e
Inclusão Social
Ecolatina 2006
Belo Horizonte
21 de setembro de 2006
Hamilton Moss, Ricardo Dutra e Patrícia Silvawww.cresesb.cepel.br
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Introdução
Energia e Inclusão Social – o desafio
Energia e os ExcluídosSustentabilidade Econômica e Ambiental
Alternativas Energéticas (Solar Fotovoltaica e Eólica)
Panorama das Opções TecnológicasSolar FotovoltaicaEnergia Eólica
Alguns Projetos
Exemplos de Projetos
Lições Aprendidas
Características de Projetos bem sucedidosDesenvolvimentos Futuros
Escola da comunidade de Baixão do Archanjo Município de Barra
Energia e Inclusão Social
Sistema Fotovoltaico N.S.P. Socorro - Manacapurú
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A Exclusão Urbana
Energia e IDH
Levantamentos do Banco Mundial mostram que há correlação entre o Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) e o consumo de energia
Fonte: World Bank, 2001
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Energia e IDH
Universalização: metas e desafios
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Universalização: metas e desafios
Evolução da eletrificação dos domicílios brasileiros (1970 a 2000)
0
10
2 0
3 0
4 0
50
6 0
70
8 0
9 0
10 0
70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 8 0 8 1 82 8 3 84 85 8 6 87 88 8 9 90 9 1 92 9 3 9 4 9 5 9 6 9 7 9 8 99 0
Urbana Rural Total
Fonte: Relatório CEPEL-DTE 211035/2003 - [email protected]
Universalização: metas e desafios
“Considerando nossa “Considerando nossa dimensão territorial dimensão territorial e a dispersão geográfica da população e a dispersão geográfica da população ruralrural, não , não se pode deixar de considerar os se pode deixar de considerar os limites para a expansão da rede elétrica, limites para a expansão da rede elétrica, particularmente em particularmente em regiões de florestasregiões de florestas,,fazendo com que a fazendo com que a adoção de soluções de adoção de soluções de atendimento descentralizadoatendimento descentralizado seja seja imperativa para se atingir o objetivo de imperativa para se atingir o objetivo de universalização do serviço público de universalização do serviço público de eletricidade.”eletricidade.”
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Uso da Energia: Tendência
FONTE: Informativo da Eletronuclear FONTE: Informativo da Eletronuclear -- agosto 2001agosto 2001
Tecnologias em Foco(energia renovável complementar)
Solar Solar FotovoltaicaFotovoltaica
Solar Solar TérmicaTérmica
EólicaEólica
BiomassaBiomassa
Pequenas Pequenas CentraisCentraisHidroelétricasHidroelétricas
OutrasOutras: : GeotérmicasGeotérmicas, , MarésMarés, , CélulasCélulas CombustíveisCombustíveis etc.etc.
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O Sol envia para a O Sol envia para a Terra energia Terra energia
equivalente a cerca equivalente a cerca de 10.000 vezes o de 10.000 vezes o consumo mundial consumo mundial de energia brutade energia bruta
O Sol, Fonte Inesgotável
EnergiaEnergia RenovávelRenovável x x EnergiaEnergia FóssilFóssil: : diferençadiferençaentreentre ““sempresempre” e “” e “nuncanunca maismais””
FonteFonte: : FolhetoFolheto dada CEMIGCEMIG
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Maturidade e Custos das Tecnologias
Em comparação de custos deve-se levarem conta o da rede de distribuição
TECNOLOGIA
POT
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DEMONSTRADA(GRID)
MÉDIA(GRID)
SOLARFOTOVOLTAICA -
0.05A
10.000
- INTERMITENTE- GRID EOFF-GRID COMERCIAL
(OFF-GRID)
ALTA(OFF-GRID)
4.000a
9.000
4a
20 0.
250a
500
10a18
TORRECENTRAL
-30.000
A200.000
- BASE- GRID PRÉ COMERCIAL
ALTA
1.000a
4.800
4a
23 0.
100a
250
15a30
CILINDROS - 50.000- BASE- GRID COMERCIAL ALTA
2.600a
5.000
4a
23 0.
130a
250
15a30
HE
LIO
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RM
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DISCOS -20a
50
- BASE-GRID EOFF-GRID DEMONSTRADA MÉDIA
800a
5.100
15a
23 0.
100a
250
15a30
EÓLICA 30 300 a 2000
-INTERMITENTE-GRID EOFF-GRID COMERCIAL ALTA
700a
1.200
4a
12 0.
35a
120
25a45
BIOMASSA 27.7
10a
50.000
-BASE-GRID EOFF-GRID COMERCIAL ALTA
500a
2.500
6a
12
20a
100
38a78
25a35
PCH’s
50A
1.000
-VARIÁVEL-GRID EOFF-GRID COMERCIAL ALTA
1.000a
3.000
6a
15 0.
35a
102
60a85
Atlas Solarimétrico do Brasil
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Sistema FotovoltaicoSistema Fotovoltaicode Geração de Energia Elétricade Geração de Energia Elétrica
Participação de Cada Componente no Custo de SF
Componente Custo Inicial Custo Anualizado Regulador 20% 23%
Reator e Lâmpadas 9% 23% Bateria 13% 23%
Instalação ou O&M 4% 3% Módulo 54% 28%
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Evolução das Células
Vantagens do Uso de SistemasFotovoltaicos Autônomos
• Tem característica modular, facilitando melhorias conformeas necessidades
• Segurança dos componentes
• Baixos custos de manutenção
• Possibilidade de Pré-eletrificação
• Atendimento de “consumidores satélite
• Melhor solução para pequenos consumos
• Recurso solar abundante no Brasil
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Limitações
• Energia disponível é limitada, exigindo controle do consumo
• Investimento inicial alto
• Troca de bateria a cada 2 a 6 anos
• Necessidade de importação de equipamentos
A cadeia de produção fotovoltaica(situação do Brasil)
•• EngenhariaEngenharia de de ProjetosProjetos•• InstalaçãoInstalação, , ExploraçãoExploração e e ManutençãoManutenção•• ConcepçãoConcepção de de sistemassistemas e e componentescomponentes•• FabricaçãoFabricação de de módulosmódulos•• FabricaçãoFabricação de de célulascélulas
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Igreja, escola e posto de saúdeda comunidade de Água Fria
Município de São Fidélis Sistema energético da comunidadede Água Fria - Município de São
Fidélis
Instalações FotovoltaicasRio de Janeiro
Alunos na escola da comunidadede Córrego Grande
Município de Santo Antônio de Leverger
Sistema energético da escola e do posto
de saúde da comunidade de Córrego Grande Município de
Santo Antônio de Leverger
Instalações FotovoltaicasMato Grosso
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Crianças assistindo à TV pelaprimeira
vez na comunidade de Boa SorteMunicípio de Dianópolis
Sistema de bombeamento dacomunidade de Boa SorteMunicípio de Dianópolis
Instalações FotovoltaicasTocantins
Sistema Fovovoltaicode bombeamento emaçude na fazenda Rio do Peixe, Município de Capim Grosso, BAHIA
Sistema de BombeamentoFotovoltaico
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Abastecimento comunitáriode água da comunidade de
Amapá GrandeMunicípio de Amapá - AMAPÁ
Sistema energético no posto de saúde e bombeamento dacomunidade de Lago Novo
Município de Tartarugalzinho -AMAPÁ
Sistema de BombeamentoFotovoltaico
Arquipélago de São Pedro e São Paulo
Estação Científica Arquipélago São Pedro e São Paulo
• painel fotovoltaico de 3.6kWp
• dessalinizacão de água
• em operacão desde jun/98
• projeto do CEPEL para a CIRMVista aérea da Estação Científica
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Diagrama Típico de umSistema Eólico Isolado
Catavento –Bombeamento d’água
• Residências• Fazendas• Aplicações Remotas
Aplicações da Energia Eólica
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Pequeno Porte(≤10 kW)
• Residências• Fazendas• Aplicações Remotas
Intermediário(10-250 kW)
• Sistemas Híbridos• Geração
Distribuída
Grande Porte (250 kW - 2+MW)• Fazendas Eólicas• Geração Distribuída
Aplicações da Energia Eólica
• Possibilidade de Pré-eletrificação
• Atendimento de “consumidores satélite
• Custo de equipamentos mais baixo que o fotovoltaico
• É uma solução para pequenos consumos nos locais com bons ventos
• Não há necessidade de importação de equipamentos
Vantagens das TurbinasEólicas de Pequeno Porte
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• Energia disponível é limitada, exigindo controle do consumo
• Troca de bateria
• Como possui peças móveis, necessita lubrificaçãoregular e substituição periódica de componentes
• Se o vento não for regular não poderá sozinhoatender às necessidades de eletricidade
Limitações das TurbinasEólicas de Pequeno Porte
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A cadeia de produção de aerogeradores de pequenoporte (situação do Brasil)
•• EngenhariaEngenharia de de ProjetosProjetos•• InstalaçãoInstalação, , ExploraçãoExploração e e ManutençãoManutenção•• ConcepçãoConcepção de de sistemassistemas e e componentescomponentes•• FabricaçãoFabricação de aerogeradoresde aerogeradores
Instalações FotovoltaicasProjeto Ribeirinhas – Amazonas(Parceria Eletrobrás)
Transporte dos equipamentosfotovoltaicos
Sistema solar fotovoltaicoinstalado em N.S.P. Socorro –
Manacapurú
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- Eólica: não aplicável no Amazonas (ventos: Vmédio < 3,5m/s, ver Atlas Eólico). Requerido: > 6,5 – 7,0m/s
- Hidrocinética: rios têm baixa velocidade (V = 0,4m/s -0,7m/s). Requerido: > 1,5 -1,8m/s
- MCH’s: difícil coincidir existência de quedas d’água (raras) com presença local de comunidade não atendida por rede
- Óleos vegetais: depende de viabilidade técnica de produção e valor de mercado; exige forte suporte técnico na operação do sistema;
- Biomassa sólida (gaseificação de madeira): custo e complexidade elevados e possibilidade de impacto ambiental;
- Fotovoltaicos (PV): solução mais simples. Atentar para: preço elevado; condições de contorno para justificar seuemprego em substituição ao diesel ou diesel + baterias.
Dificuldades Gerais para Uso de Fontes Renováveis na Região Norte
Armazenamento
Carga
Unidade de Controle e Condicionamento de Potência
Sistemas HíbridosSistemas Híbridos
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Sistema Híbrido de Joanes
Ilha de Ilha de MarajóMarajó (PA), Município de (PA), Município de SalvaterraSalvaterra; Fotovoltaico/Eólico; Fotovoltaico/Eólico
•• Convênio CEPEL/CELPA e o Convênio CEPEL/CELPA e o NationalNational RenewableRenewable LaboratoryLaboratory
•• 10kWp FV; 40kW eólico10kWp FV; 40kW eólico
•• Operando desde maio/98Operando desde maio/98
Vila de Campinas; margem do Vila de Campinas; margem do Rio Solimões; 120km ManausRio Solimões; 120km Manaus
•• Convênio CEPEL/CEAM e Convênio CEPEL/CEAM e NationalNational RenewableRenewable LaboratoryLaboratory
Fotovoltaico/DieselFotovoltaico/Diesel
•• 50kWp FV 50kWp FV
•• Em operação desdeEm operação desde
maio/97maio/97
Sistema Híbrido de Campinas - AM
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ILHA DE TRINDADE
ESTRATÉGIAS DE GERAÇÃO ESTUDADAS
DIESEL + EÓLICA
DIESEL + EÓLICA + PV
DIESEL + PV
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LOCALIZAÇÃO DA GERAÇÃO
UsinaLocal PV Refeitório
Enfermaria e
Frigorífica
Alojamento
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
AviárioPaiol
Rádio
GMG Emerg.
Museu
Casa chefia
Refeitório
Alojamento
FrigoríficaEstação Met.
Horta
Paiol Óleo
P1
P2
Enfermaria
QuadraMusculaçãoPraça?
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Algumas lições aprendidas
• Envolvimento da comunidade
• Projetos de energia integrados com outros de desenvolvimento social
• Gestão descentralizada
• A eletrificação não é uma panacéia universal
• Interesse e confiança na tecnologia por parte dos diferentes atores
Desafios
• Aperfeiçoar métodos de gestão de geração descentralizada
• Identificar nichos de aplicação de cada tecnologia
• Estimular a Pesquisa e Desenvolvimento
• Promover a capacitação técnica de novos atores
• Desenvolver uma política industrial para a produção de equipamentos (fotovoltaico)
• Baratear tecnlogias
24
Energia e Inclusão Social
Energia é responsabilidade social
25
“Ás vezes ser moderno é olhar paratrás”
Gilberto Gil
Conclusões: últimas notícias