Foto cedida por: Nordex AG

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Curso Análise de Projeto de Energia LimpaCurso Análise de Projeto de Energia Limpa

Análise de Projetos de Energia Análise de Projetos de Energia EólicaEólica

Turbina para Distribuidora

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ObjetivosObjetivos

• Revisar fundamentos dos Revisar fundamentos dos Sistemas de Energia EólicaSistemas de Energia Eólica

• Ilustrar considerações importantes Ilustrar considerações importantes para a análise de projetos de Energia para a análise de projetos de Energia EólicaEólica

• Apresentar o Modelo de Projeto de Energia Eólica Apresentar o Modelo de Projeto de Energia Eólica RETScreenRETScreen®®

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• Eletricidade paraEletricidade para Rede Central

Redes isoladas

Fornecimento remoto de energia

Bombeamento de água

…porém também…

Reforço para redes fracas

Exposição reduzida a variações de preço da energia

Perdas reduzidas na transmissão e distribuição

O que pode ser fornecido pelos O que pode ser fornecido pelos sistemas de energia eólica?sistemas de energia eólica?

Foto cedida por : Warren Gretz/ NREL Pix

Fazenda Eólica San Gorgino, Palm Springs, California, EUA

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Descrição da Turbina EólicaDescrição da Turbina Eólica

• ComponentesComponentes Rotor Embreagem Torre Fundação Contrôles Gerador

• TiposTipos Eixo horizontal

Mais comun

Controles ou desenho movimentam o rotor contra o vento

Eixo vertical Menos comum

Área de girodas lâminas Diâmetro do

Rotor

Diagrama Esquemático de Turbina com Eixo Horizontal

Fundação

(vista lateral)

Ligações elétricas subterrâneas

(vista frontal)

Nascele com

embreagem e

Gerador

Torre

Altura do

rotor

Lâmina

do rotor

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Utilização da Energia EólicaUtilização da Energia Eólica

• Fora da RedeFora da Rede Pequenas turbinas (50 W a 10 kW)

Carregamento de Baterias

Bombeamento de água

• Redes IsoladasRedes Isoladas Turbinas típicas de 10 a 200 kW

Reduz custo de geração em áreas remotas: sistemas híbridos diesel-eólicos

Penetração alta ou baixa

• Redes Interligadas (Central)Redes Interligadas (Central) Turbinas típicas 200 kW a 2 MW

Fazendas eólicas de múltiplas turbinas

Foto cedida por: Charles Newcomber/ NREL Pix

Fora da rede, Turbina10 kW, Mexico

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Elementos de Projetos de Elementos de Projetos de Energia EólicaEnergia Eólica

• Avaliação dos Avaliação dos recursos eólicosrecursos eólicos

• Avaliação Avaliação ambientalambiental

• Aprovação legalAprovação legal

• ProjetoProjeto

• ConstruçãoConstrução Estradas

Linha de transmissão

SubestaçõesFoto cedida por: Warren Gretz/NREL Pix

Foto cedida por: GPCo Inc.

Instalação Mastro Meteorológico de 40-m, Quebec, Canada

Subestação, California, EUA

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• Alta velocidade média dos ventos é Alta velocidade média dos ventos é essencialessencial Média anual de 4 m/s é o mínimo Pessoas tendem a superestimar o vento A velocidade do vento tende a aumentar com a

altura

• Bom recursoBom recurso Áreas costeiras Encostas de grande declividade Passagens Terrenos abertos Vales que canalizem os ventos

• Tipicamente mais ventiladosTipicamente mais ventilados No inverno do que no verão Durante o dia do que durante a noite

Recurso EólicoRecurso Eólico

1 MW Curva de Potência da Turbina

0

200

400

600

800

1.000

1.200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Velocidade do vento (m/s)

Po

tên

cia

(k

W)

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Custo do Sistema de Energia Custo do Sistema de Energia EólicaEólica

• Fazendas EólicasFazendas Eólicas

1.500$/kW instalado

O&M: 0,01$/kWh

Preço venda: 0,04$-0,10$/kWh

• Turbinas individuaisTurbinas individuais& redes isoladas& redes isoladas

Maiores custos(depende mais de cada caso)

Estudo de Viabilidade, desenvolvimento & engenharia, representam a maior parte dos custos

• Prever uma troca significativa de componentes da ordem Prever uma troca significativa de componentes da ordem de 20 a 25% do custo inicialde 20 a 25% do custo inicial

Lâminas do rotor ou caixa de embreagem

0% 20% 40% 60% 80%

Balanço da Planta

Turbinas

Engenharia

Desenvolvimento

Estudo viabilidade

Porção do custo de instalação

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Considerações sobre Projeto Considerações sobre Projeto de Energia Eólicade Energia Eólica

• Limitações e critériosLimitações e critérios Aceitação ambiental

Aceitação da população local

Capacidade de transmissão e interconexão à Rede

• Financiamento, taxas de Financiamento, taxas de juros, juros, taxas cambiaistaxas cambiais

• Bons recursos eólicos reduzem drasticamente custo de Bons recursos eólicos reduzem drasticamente custo de produçãoprodução Boa avaliação deste recurso é um investimento de valor

• Outras fontes de receitaOutras fontes de receita Créditos de produção da distribuidora/governo ou receitas de energia “verde” Venda de certificados de redução de emissões (CERs)

Turbina da Fazenda Eólica Le Nordais, Quebec, Canada

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Exemplos: Europa e EUAExemplos: Europa e EUA

Sistemas de Energia Eólica na Rede Sistemas de Energia Eólica na Rede CentralCentral

• Geração intermitente não é problema: Geração intermitente não é problema: 17% da eletricidade da Dinamarca 17% da eletricidade da Dinamarca provem de eólica sem geração reservaprovem de eólica sem geração reserva

• Projetos de implantação rápida (2 a 4 Projetos de implantação rápida (2 a 4 anos) que podem crescer para atender anos) que podem crescer para atender demandademanda

Foto cedida por: Warren Gretz/ NREL Pix

Fazenda Eólica em Palm Springs, California,EUA

• Terra pode ser utilizada para Terra pode ser utilizada para outros propósitos, como outros propósitos, como agriculturaagricultura

• Indivíduos, empresas e Indivíduos, empresas e cooperativas, as vezes possuem cooperativas, as vezes possuem e operam uma turbina individuale operam uma turbina individual

Foto cedida por: Danmarks Tekniske Universitet

Fazenda eólica costeira, Dinamarca

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Exemplos: Índia e CanadáExemplos: Índia e Canadá

Sistemas de Energia Eólica em Rede Sistemas de Energia Eólica em Rede IsoladaIsolada

• Geração de eletricidade é cara em função do custo do Geração de eletricidade é cara em função do custo do transporte do diesel para áreas remotastransporte do diesel para áreas remotas

Turbinas eólicas reduzem o consumo de diesel

• Confiabilidade & manutenção são importantesConfiabilidade & manutenção são importantes

Foto cedida por: Paul Pynn/ Atlantic Orient Canada Foto cedida por: Phil Owens/ Nunavut Power Corp.

Turbina 50-kW, Nunavut, Canadá

Instalação Turbina 50-kW , West Bengal, Índia

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Exemplos: EUA, Brasil e ChileExemplos: EUA, Brasil e Chile

Sistemas de Energia Eólica Fora da Sistemas de Energia Eólica Fora da RedeRede

• Eletricidade para pequenas cargas em areas fora da rede, com ventosEletricidade para pequenas cargas em areas fora da rede, com ventos

• Baterias independentes fornecem eletricidade em períodos de calmariaBaterias independentes fornecem eletricidade em períodos de calmaria

• Bombeamento de água: os reservatórios funcionam como pulmõesBombeamento de água: os reservatórios funcionam como pulmões

• Podem ser usados em combinação com grupos geradores a combustivel Podem ser usados em combinação com grupos geradores a combustivel fóssil e/ou com sistemas fotovoltáicos em sistemas “híbridos”fóssil e/ou com sistemas fotovoltáicos em sistemas “híbridos”

Foto cedida por : Arturo Kunstmann/ NREL PixFoto cedida por : Roger Taylor/ NREL PixFoto cedida por: Southwest Windpower/ NREL Pix

Energia para Torre de Telecomunicações, Arizona, EUA

Energia para uma vila remota, Brasil

Sistema híbrido Energia Eólica, Chile

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RETScreenRETScreen®® Modelo de Projeto Modelo de Projeto de Energia Eólicade Energia Eólica

• Análise mundial da produção de energia, custo do ciclo de Análise mundial da produção de energia, custo do ciclo de vida e redução das emissões dos gases de efeito estufavida e redução das emissões dos gases de efeito estufa

Rede central, rede isolada e fora darede

Turbinas individuais ou fazendas eólicas

Rayleigh, Weibull, ou distribuição do vento definida por usuário

• Apenas 1 ponto de dado para Apenas 1 ponto de dado para RETScreenRETScreen®® vs. 8.760 para vs. 8.760 para modelos de simulação horáriamodelos de simulação horária

• Atualmente não incluido:Atualmente não incluido: Sistemas independentes que

necessitem de armazenamento

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RETScreenRETScreen®®

Cálculo de Energia EólicaCálculo de Energia Eólica

Ver e-Manual

Análise de Projeto de Energia Limpa: RETScreen® Engenharia e Casos

Capitulo de Análise de Projeto de Energia Eólica

Calcular produção deenergia não ajustada

Calcular produção

bruta de energia

Calcular energia

renovável coletada

Calcular energia

renovável despachada

Calcular outros

valores auxiliares

Calcular curva de energia

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Exemplo de Validação de Modelo de Exemplo de Validação de Modelo de Projeto Projeto de Energia Eólica RETScreende Energia Eólica RETScreen®®

• RETScreenRETScreen®® comparado com o simulador horário comparado com o simulador horário

HOMERHOMER 10 turbinas de 50 kW cada instaladas em Kotzebue, Alaska

Estimativa anual de produção de energia RETScreen divergiu 1,1% do HOMER

• RETScreenRETScreen®® comparado a dados monitorados do comparado a dados monitorados do mesmo sistema:mesmo sistema:

-10%-10%1.1701.1701.0571.0571999-20001999-2000

-8%-8% 271271 25025019981998(3 (3

turbinas)turbinas)

DiferençaDiferençaEnergiaEnergiaMonitoradMonitorad

aa(MWh)(MWh)

RETScreen RETScreen Energia Energia (MWh)(MWh)

PeríodoPeríodo

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ConclusõesConclusões

• Turbinas eólicas fornecem eletricidade interligadas Turbinas eólicas fornecem eletricidade interligadas ou não às redes, em qualquer lugar do mundoou não às redes, em qualquer lugar do mundo

• Uma boa disponibilidade de vento é um fator Uma boa disponibilidade de vento é um fator importante para um projeto bem sucedidoimportante para um projeto bem sucedido

• Disponibilidade de créditos de produção ou tarifas de Disponibilidade de créditos de produção ou tarifas de “energia verde” são importantes para projetos “energia verde” são importantes para projetos interligados à redeinterligados à rede

• RETScreenRETScreen®® calcula a produção de energia usando calcula a produção de energia usando dados anuais, com precisão comparável às dados anuais, com precisão comparável às simulações horáriassimulações horárias

• RETScreenRETScreen®® pode gerar economia significativa no pode gerar economia significativa no custo do estudo de viabilidadecusto do estudo de viabilidade

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Perguntas?Perguntas?

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www.retscreen.netwww.retscreen.netPara informações adicionais consultar a página Web do RETScreen

em