Nota: Esta apresentação foi feita pela Dra. Laura Porto ... · I Seminário sobre o Atendimento...
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Ministério de Minas e EnergiaMinistério de Minas e Energia
Nota:
Esta apresentação foi feita pela Dra. Laura Porto, Diretora deEnergias Renováveis do MME, durante um evento em Brasília.
Sua elaboração contou com as contribuições dos engenheirosAntônio Leite de Sá (CEPEL), Patricia Castro Silva (CRESESB)e Eduardo Pavinatto (CENPES).
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Sistemas de Geração deEnergia Aplicados emComunidades Isoladas
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I Seminário sobre o Atendimento Energético de Comunidades Extrativistas
Brasília, 17 de junho de 2004
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Substituição da força motriz humana e de animal nas atividades agrícolas
China2000 A.C.
Imp. Babilônico1500 A.C. Pérsia
200 A.C.
Utilização da Energia Eólica (A.C.)
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Utilização da Energia Eólica (A.C.)
Pérsia – 200 A.C.
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Substituição da força motriz humana e de animal nas atividades agrícolasBombeamento de água e diversificação no uso de moinhos de vento
Desenvolvimentodos moinhos de vento
após as Cruzadas
Utilização dos moinhos parabombeamento de água na
Holanda e diversificação doseu uso em toda a Europa
Século XI XVII XIX XX
Revolução IndustrialMáquina a Vapor
Declínio dos Moinhosde Vento
Utilização da Energia Eólica (D.C.)
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UtilizaçãoUtilização dos dos MoinhosMoinhos
• Serrarias
• Moagem de grãos
• Bombeamento de água
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Aerogeradores de Pequeno Porte (expansão territorial e sistemas isolados) Aerogeradores de Grande Porte (pesquisas e desenvolvimento industrial)
Participação de vários países em pesquisade aerogeradores de grande porte Uso intesivo
de combustíveisfósseis
II Guerra 1970 1980 1990 20001900
Desenvolvimento e utilização de turbinas eólicas de pequenoporte para suprimento de energia em comunidades isoladas Acidente de
Chernobyl
Desenvolvimentoda indústria alemã
Choque doPetróleo
Novos investimentosem pesquisa emenergia eólica
Usinas EólicasOffshoreTurbinas eólicasde 1,5 a 2,0 MW
Utilização da Energia Eólica no Século XX
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Aerogeradores de pequeno porte (Século XX)
Desenvolvimento de pequenos modelospara abastecimento de energia elétrica emregiões isoladas durante a expansãoterritorial dos Estados Unidos e Rússia;
Desenvolvimento de modelos entre 5 e25kW pela Dinamarca;
Utilização do modelo Jacobs no meio ruralentre as décadas de 30 e 60.
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Aerogeradores de grande porte (Século XX)
Desenvolvimento de pesquisas em energia eólica de grande porte apósa 2a Guerra Mundial;
Iniciativa de vários países tais como França, Dinamarca, EstadosUnidos, Rússia, Alemanha e Inglaterra em pesquisas de grandesaerogeradores;
Retomada de investimentos em energia eólica após os choques dopetróleo na década de 70 na diversificação da geração de energia;
O Programa Federal de Energia Eólica (1971), adotado pelos EstadosUnidos, promoveu o levantamento do potencial eólico em várias regiõesamericanas além de pesquisas de várias concepções e materiaisutilizados nas máquinas eólicas.
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Aerogeradores de grande porte (Século XX)
Turbina Eólica de GedserDinamarca - 1977
200kW
Turbina MOD-5BEstados Unidos - 1987
3,5 MW
Turbina Eixo VerticalEstados Unidos (1984-1987)
625 kW
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Aerogeradores Offshore
Vista geral da fazenda eólica offshore de Vindby - DKDetalhe da montagem de uma das turbinas da fazenda eólica de Tunø Knob - DK
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Catavento –Bombeamento d’água
• Residências
• Fazendas
Aplicações da Energia Eólica
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Pequeno Porte(≤10 kW)
• Residências• Fazendas• Aplicações Remotas
Médio Porte (10-250 kW)• Sistemas Híbridos• Geração Distribuída
Grande Porte (250 kW - ≥ 2MW)• Fazendas Eólicas• Geração Distribuída
Aplicações da Energia Eólica
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Configurações dos Sistemas Eólicos
Sistemas Isolados - em geral, utilizam alguma forma de armazenamento de energia(através de baterias ou na forma de energia potencial gravitacional), exceto no casodos sistemas para irrigação onde toda a água bombeada é diretamente consumida;
Sistemas Híbridos - apresentam mais de uma fonte de energia como turbinas eólicas,geradores Diesel, módulos fotovoltaicos. Por isso, são mais complexos e exigem umcontrole de todas as fontes para que haja máxima eficiência e otimização dos fluxosenergéticos na entrega da energia para o usuário. Em geral, são empregados emsistemas de médio porte destinados a atender um número maior de usuários;
Sistemas Interligados à Rede - não necessitam de sistemas de armazenamento deenergia pois toda a geração é entregue diretamente à rede elétrica. Estes sistemasrepresentam uma fonte complementar ao sistema elétrico de grande porte ao qualestão interligados.
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Diagrama Típico de Sistemas Isolados
InversorInversor
CC / CACC / CA
Exemplo
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Sistema Híbrido de Joanes - PA
• Ilha de Marajó (PA), Município deSalvaterra; Fotovoltaico/Eólico• Convênio CEPEL/ NREL/ CELPA• 10kWp FV; 40kW eólico• Operando desde maio/98
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Fabricantes Existentes
Existe uma dúzia de fabricantes no mundo produzindo aerogeradoresde pequeno porte, com potência na faixa de 0,5kW – 10 kW;
Em geral, essas máquinas iniciam a produção de energia comvelocidades de ventos a partir de 3,5 m/s.
Curva típica de umaerogerador de 1200 W
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Modelos Potência Média
Tensão (cc) Fabricação Preços
(R$) Gerar1000 - Modelo Marinizado. Incluindo controlador externo e acessórios para torre de 14m (sem os tubos de 3"). Conjunto completo.
1.000 W 24 V Enersud 7.215,00
Air Wind 403 - Modelo Naval. Controlador de cargas interno 400 W 12/24/48 V Southwest 3.950,00
Air-X Wind - Modelo Naval. Controlador de Carga interno. 400 W 12/24/48 V Southwest 4.784,00
Air-X Wind - Modelo Rural. Controlador de Carga interno. 400 W 12/24/48 V Southwest 3.551,00
Whisper H40 - Modelo Rural. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. 900 W 24/48 V Southwest 8.154,00
Whisper H40 - Modelo Marinizada. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. 900 W 24/48 V Southwest 9.245,00
Whisper H80 - Modelo Rural. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. 1.000 W 24/48 V Southwest 10.880,00
Whisper H80 - Modelo Marinizada. Incluindo controlador externo de cargas EZ-Wire. 1.000 W 24/48 V Southwest 11.971,00
Whisper 175 - Modelo Rural. Incluindo estais para 23 m, SEM os tubos. Controlador de cargas externo: EZ-Wire, com possibilidade de arranjo misto com painéis solares.
3.200 W 48 V Southwest 29.742,00
Alguns Modelos Disponíveis no Mercado
Fonte: http://www.energia-alternativa.com.br (Referência: 08/04/04)
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REGIÕES PROMISSORAS PARA O
APROVEITAMENTO DO POTENCIAL
EÓLICO DA REGIÃO NORTE
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Região nordestede Roraima
Região costeira doAmapá ao Pará
Regiões Promissoras na Região Norte
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Sistemas FotovoltaicosUtilizados em regiões onde não existe potencial
eólico suficiente para o seu aproveitamento
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Autônomos - alimentam cargas elétricas exclusivamente a partir de energiasolar fotovoltaica; são normalmente empregados em locais remotos nãoatendidos pela rede elétrica e/ou para eletrificação rural.
Sem Armazenamento - alimentam cargas somente diurnas (ex:sistemas de bombeamento d'água para consumo humano);
Com Armazenamento - atendem a cargas que necessitam dealimentação contínua (ex: escolas, postos de saúde, etc.), sendoo armazenamento de energia feito a partir de baterias.
Tecnologia FotovoltaicaTipos de Sistemas
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Sistema de bombeamento da comunidadede Boa Sorte Município de Dianópolis - TOProjeto Ribeirinhas - AM
Aplicações de Sistemas FotovoltaicosIsolados
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Laura PortoDiretora de Energias Renováveis
e-mail: [email protected]
Carlos Henrique Brasil de CarvalhoCoordenador Geral
e-mail: [email protected]
Augusto Cesar MachadoAssistente
e-mail: [email protected]
Samira Fernandes de SouzaAssistente
Tel.: (0XX61) 319-5012
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