1131/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
GERAÇÃO FOTOVOLTAICA
O CONTEXTO DA ELETROSUL
2231/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Empresas Eletrobras
Missão: “Atuar nos mercados de energia de forma integrada, rentável e sustentável”
Visão: “Em 2020, ser o maior sistema empresarial global de energia limpa, com rentabilidade comparável às das melhores empresas do setor elétrico”
Declaração de Posicionamento da Eletrosul
"Eletrosul 2020: uma empresa sustentável e competitiva, padrão de excelência em geração e transmissão de energia elétrica"
3331/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
4431/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
ELETROSULELETROSUL
Segmentos: transmissão e geração de energia elétrica
Áreas de atuação: Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso e Rondônia
Investimentos em 2010
Próprio
Transmissão = R$ 108,3 milhões
Geração = R$ 513,6 milhões
Parcerias G&T = R$ 647,3 milhões
Lucro Líquido 2010 = R$ 67,3 milhões
5531/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Projeto de P&D
Planta Piloto de Produção de Módulos Fotovoltaicos com
Tecnologia Nacional
6631/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
- Implantação de uma planta piloto para fabricação de módulos fotovoltaicos com tecnologia nacional
- Transferência da tecnologia desenvolvida pelos pesquisadores da PUCRS para linha pré-industrial
- Formação de recursos humanos
ObjetivosObjetivos
7731/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
- Tecnologia: células solares de alta eficiência com insumos de baixo custo
- Ambiente: processos industriais desenvolvidos na universidade
- Gerenciamento: comitê gestor
InovaçõesInovações
8831/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
• MCT / FINEP
• CEEE
• ELETROSUL
• PETROBRAS Empresas
Financiadores
Universidades
Governo
EmpresasLíderes
Empresas
Financiadores
Universidades
Governo
EmpresasLíderes
Companhias
Financiadores
Universidade
Governo
CompanhiasLíderes
Partícipes
Período: 04/12/2004 a 03/12/2009
Investimentos: R$ 6.620.336,00
9931/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
ImplantaçãoImplantaçãoDifusãoDifusão MetalizaçãoMetalização
SerigrafiaSerigrafia SoldagemSoldagem
101031/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
Baixo Custo
Alta Eficiência
15,4 %
Células solares
(8 cm x 8 cm)
Eficiência média mundial de células industriais: 14 %
Melhor eficiência em células industriais competitivas: 16 %
Resultados
13 %
6700 células5700 células
111131/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
Módulos com células n+pn+: 94 - Média: 10,0 % - 28 W ± 2,5%- Máximo: 10,8 % - 30,4 W
Módulos com células n+pp+: 106- Média: 12,1 % - 34 W ± 2,6%- Máximo: 12,7 % - 36 W
Resultados
Dimensões: 77 cm x 36 cm
121231/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
Resultados: módulos com potência de 36 W – 12,7%
Módulos com potência similar encontrados no mercado:
131331/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
• Implantação da linha de produçãoImplantação da linha de produção
• Organização de uma cadeia de fabricantes e Organização de uma cadeia de fabricantes e fornecedores de insumosfornecedores de insumos
• Desenvolvimento de dois processos deDesenvolvimento de dois processos de fabricação de células solaresfabricação de células solares
• Desenvolvimento de processo de fabricaçãoDesenvolvimento de processo de fabricaçãode módulos fotovoltaicosde módulos fotovoltaicos
• 8 dissertações defendidas e formação de8 dissertações defendidas e formação de recursos humanosrecursos humanos
• Divulgação do projeto e da tecnologia na mídiaDivulgação do projeto e da tecnologia na mídia
Resultados: resumo
141431/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Planta PilotoPlanta Piloto
Distribuição dos Custos na Distribuição dos Custos na Fabricação de Módulos FotovoltaicosFabricação de Módulos Fotovoltaicos
151531/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Projeto de P&D
PURIFICAÇÃO DO SILÍCIO A GRAU SOLAR E FABRICAÇÃO DE CÉLULAS
SOLARES
161631/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Sub-Tema:
Energia Solar FotovoltaicaEnergia Solar Fotovoltaica
Linhas de Pesquisa:
Processo de purificação do Silício
Soldagem entre as células fotovoltaicasas células fotovoltaicas
Materiais dos painéisMateriais dos painéis
BateriasBaterias
Inversores
Justificativa:
Para dominar o status tecnológico da cadeia;
Viabilizar essa fonte alternativa técnica e economicamente.
Tema: Fontes AlternativasSmart Grid
HidrogênioVeículo Elétrico
Eficiência Energética
Fontes Alternativas
171731/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE 1717
Matéria Prima
Silício na Natureza
SiO2 + C → Si + CO2
Sílica de alta pureza
Métodos Físicos
Métodos Químico
Forno de Arco Elétrico
Laminação
Dupoint
Siemens
Purificação de Silício LaminaçãoFusão e Extração do
SilícioFab. das Células
Cadeia do Silício
Fabricação dos
Painéis
PUCRS; UFRGS; USP; UNICAMP
NoruegaProjeto FoXy
Projeto FoXy
Gargalo Tecnológico
Estado da Arte
Mercado Fornecedor (Principais Fabricantes)
Mercado Fornecedor e Centro de Pesquisa
Benchmarking
Exploração da Cadeia Produtiva dos Painéis de Silício Exploração da Cadeia Produtiva dos Painéis de Silício
Baterias
Inversores
IQ/USP, UFC(corantes)
UNICAMP-1,5%, UFPE,
UFPR(Polímeros)
90% das Reservas Exploráveis
Centros de Pesquisa
Cadeia do SilícioCadeia do Silício
181831/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Purificação do silício e células solaresPurificação do silício e células solares
Descrição:Na fabricação de módulos fotovoltaicos a partir de células solares de silício cristalino, a matéria prima, o silício, representa de 40% a 45% do custo dos equipamentos. Não há produção no Brasil de silício de qualidade suficiente para fabricar células solares eficientes. Com características específicas das lâminas, poderão ser fabricadas células solares industriais com eficiência maior que 14%.
Resultado Esperado:Atingir a purificação de silício para chegar no mínimo a 99,9999% de pureza e obtenção de lâminas de silício monocristalino ou multicristalino. Para permitir a fabricação de células solares industriais, busca-se características mínimas para o resultado do projeto. Espera-se o domínio tecnológico da cadeia do silício, fomentando o conhecimento nacional e a formação de profissionais altamente qualificados.
Descrição:Na fabricação de módulos fotovoltaicos a partir de células solares de silício cristalino, a matéria prima, o silício, representa de 40% a 45% do custo dos equipamentos. Não há produção no Brasil de silício de qualidade suficiente para fabricar células solares eficientes. Com características específicas das lâminas, poderão ser fabricadas células solares industriais com eficiência maior que 14%.
Resultado Esperado:Atingir a purificação de silício para chegar no mínimo a 99,9999% de pureza e obtenção de lâminas de silício monocristalino ou multicristalino. Para permitir a fabricação de células solares industriais, busca-se características mínimas para o resultado do projeto. Espera-se o domínio tecnológico da cadeia do silício, fomentando o conhecimento nacional e a formação de profissionais altamente qualificados.
191931/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
vídeovídeo
202031/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
O ProjetoO Projeto
Implantar Usina Fotovoltaica com potência instalada de 1 megawatt-pico
Primeira usina de grande porte conectada a rede a ser implantado em
prédio público brasileiro
Ser o ponto de partida na difusão da energia solar fotovoltaica
Tornar a ELETROSUL uma referência no setor de energia solar no país
Desenvolver o mercado de energia verde no Brasil – Agregando Valor
Apoio:
KfW Bankengruppe (KfW)
Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ)
Instituto para o Desenvolvimento das Energias Alternativas (IDEAL)
212131/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Visão Geral do ProjetoVisão Geral do Projeto
• Capacidade Instalada
1.000 kWp
• Geração Anual
1.144 MWh
• Área ocupada
9.986 m²
• Consumo equivalente
570 residências
• CO2 evitado por ano
188 tonequiv
222231/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Telhado do EdifícioTelhado do Edifício
Restrições Imortantes
• Área limitada aos 4 telhados
• Telhado plano
• Restrições de visibilidade
• Vento
• Proximidade do mar (± 1,5 km)
• Capacidade Instalada: 450 – 550 kWp
• Produção Anual = 515 – 630 MWh
• Área: 5.026 m²
• Inclinação dos módulos: 10º
• Reforço estrutural: NÃO
Orientação dos Módulos
NW
ES
Inversores & Transformadores
232331/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
EstacionamentosEstacionamentos
Restrições Importantes
• Áreas B & C: Necessárias
• Área F: apenas para atingir 1 MWp
• Sombreamentos (árvores)
• Cuidados com ventos e proximidade do mar (± 1,5 km)
• Capacidade Instalada : 450 – 550 kWp
- complementar ao edifício
• Produção Anual = 515 – 630 MWh
• Área: 4.960 m²
• Inclinação da cobertura: 10º
242431/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
InvestimentosInvestimentos
Investimento Total Estimado
R$ 10,8 milhões
Financiamento KfW
€ 2,8 milhões
252531/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
Comercialização de EnergiaComercialização de Energia
Vendas para o Mercado Livre
Vantagens de desconto na TUSD (50%)
Mercado que pode usufruir melhor dos ganhos de marketing da energia verde
Energia gerada será dividida em blocos: impacto reduzido na conta de energia
global do consumidor (menos de 0,5%)
Selo de Energia Verde (Selo Solar) – Ferramenta de Marketing
Está em desenvolvimento pela GIZ, Instituto IDEAL e UFSC
Na Alemanha e EUA esta estratégia já foi utilizada com sucesso
Estudo com consumidores mostrou que esta ferramenta pode gerar valor a
energia
262631/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
• Operando desde fev/2009
• Capacidade Instalada: 11,97 kWp
• Investimento Próprio: R$ 450.000
Informações sobre sua operação estão sendo úteis para o dimensionamento do Megawatt Solar
Planta PilotoPlanta Piloto
vídeovídeo
272731/8/201131/8/2011 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPEDepartamento de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – DPE
ELETROSUL CENTRAIS ELÉTRICAS S.A.
Diretoria de Engenharia – DE
OBRIGADO