ENERGIA EÓLICA - AULA 2 - potencial eólico.pdf

Potencial eólico brasileiro, fator de capacidade e tipos de sistemas eólicos.

1. ENERGIA EÓLICA
Prof.ª: Liliane Araújo

2. HISTÓRICO ENERGIA
EÓLICA NO BRASIL

3. ENERGIAEÓLICANO BRASIL
❑Primeiroaerogeradorinstaladoem1992,
noEstadodePernambuco,oprimeiro
aerogeradordegrandeporteda
AméricaLatina;
❑InstaladanoarquipélagodeFernandode
Noronha,compotêncianominalde75kW
(3páserotorde17mdediâmetro)e
abasteciacercade10-20%dademanda
deenergialocal;
❑Poucoseavançouparaconsolidara
energiaeólicacomoumaalternativade
geraçãodeenergiaelétrica,devidoà
faltadepolíticaspúblicaseaoscustos
aindaproibitivosdatecnologianaépoca

4. ENERGIAEÓLICANO BRASIL
❑Em2001,acriseenergéticadoBrasil,
houveumasobrecarganosistema
elétricodopaís,oquegerouumgrave
riscodeapagão;
❑Nomesmoano,foicriadopeloGoverno
Federalo Proeólica(Programa
EmergencialdeEnergiaEólica);
❑Tinhacomoobjetivoacontrataçãode
1.050MWdeprojetosdeenergiaeólica
atédezembrode2003;
❑Esseprograma,noentanto,nãoobteve
resultadosefoisubstituído,em2002,
peloProgramadeIncentivoàsFontes
AlternativasdeEnergiaElétrica,o
PROINFA;

5. ENERGIAEÓLICANO BRASIL
❑Apartirde2005,oBrasilpassouaadotarosistemadeleilãopelomenor
preçoparacontrataçãodademandadeenergiaelétricaprevistapelas
concessionárias,alémdeumvalordereserva;
❑Nofinalde2009,ocorreuoprimeiroleilãodecomercializaçãodeenergia
voltadoexclusivamenteparaafonteeólica,denominadoLeilãodeEnergia
deReserva(LER),comacontrataçãode1,8GW,abrindoportasparanovos
leilõesqueocorreramnosanosseguintes;
❑DevidoàcriseeconômicavividapeloBrasil,em2015,oconsumodeenergia
elétricafoi1,8%menordoqueem2014(EMPRESADEPESQUISA
ENERGÉTICA,2016)e,comisso,energiasuficientefoifornecidaaos
consumidorespelosetoreóliconocurtoprazo,dificultandoarealizaçãode
leilõesparanovosempreendimentos.

7. ENERGIAEÓLICANO
BRASIL
▪Háalgumtempo,aeólica
vemdeixandodeseruma
fontealternativaparase
tornarasegundafontena
matrizelétricabrasileira,
commaisde12%de
participação,com22,5GW
instalados,ficandoatrás
somentedashidrelétricas,
quehojerepresentam
poucomaisde55%da
matriz;

8. O POTENCIAL EÓLICO BRASILEIRO
▪Em2001,apublicaçãodoAtlasdoPotencialEólicoBrasileiroestimouo
potencialeólicodopaísem143GW,combaseemvelocidadesmédiasdo
ventoiguaisousuperioresa7m/setorresde50mdealtura,suficientes
paratecnologiasdeaerogeradoresdaqueleperíodo;
▪NovasestimativasapontamqueopotencialeólicoonshoredoBrasilpode
chegara880GW,sendo522GWtecnicamenteviáveis.Opotencialeólico
offshoredopaístambéméenormeeestáestimadoem1,3TW;
▪Portanto,sehojeoBrasilpossui22,5GWdepotênciaeólicainstalada,
significaqueestamosutilizandomenosde5%dopotencialonshore,ou
seja,opotencialeólicobrasileiroépraticamenteinfinito;
▪90%dacapacidadeeólicaéprovenientedaregiãoNordeste;

9. CAPACIDADE EÓLICA INSTALADA NO BRASIL ATÉ JULHO DE 2022

10. O POTENCIAL EÓLICO BRASILEIRO
▪AregiãoNordeste(cujaáreaéde1.558.000km²)representaquaseum
quintodaáreageográficadoBrasileéapartemaisáridadopaís;
▪Essaregiãoemparticularsofrecomsecasocasionais,que,também,podem
afetarofornecimentodeenergia,jáqueamaiorpartedamatrizelétrica
correspondeàhidroeletricidade,destacando-seoRioSãoFranciscocomo
seuprincipalprovedor;
▪Ageraçãoeólicaémaiornosmesesdaestaçãoseca(maioanovembro),
quandoofluxodeáguanosreservatóriosdoRioSãoFranciscoatingeseu
nívelmaisbaixo;
▪Emmédia,ofatordecapacidadeglobalficaemtornode34%.NoBrasil,o
fatordecapacidademédio,em2021,foide43,6%e,noperíododesafra
dosventos(junhoanovembro),ofatordecapacidademédiomensalpode
ultrapassar60%naregiãoNordesteouatémaisde70%emdiasrecordes;

11. O POTENCIAL EÓLICO BRASILEIRO
▪Ofatordecapacidadeédefinidocomoarelaçãoentreaproduçãodeenergia
realdeumausinaesuacapacidademáximadegeraçãoduranteumdeterminado
períododetempo;
▪Éexpressocomoumaporcentagemeécalculadodividindo-seaenergiatotal
produzidapelausinaduranteesseperíodopeloprodutodacapacidademáxima
dausinaeotempototal;
▪�??????=
�??????
????????????.??????
▪Exemplo:Umausinaeólicaoperacomcapacidademáximadegeraçãode
100MW,masproduzapenas50MWhduranteoperíododeumahora.Qualéo
fatordecapacidadedessausina?

12. O POTENCIAL EÓLICO BRASILEIRO
▪FATORESQUEINFLUENCIAM OFATORDECAPACIDADE DEUMAUSINA
▪Condiçõesclimáticas:parausinassolareseeólicas,adisponibilidadedeluz
solareventoafetadiretamenteageraçãodeenergia.Portanto,regiõescommaior
exposiçãosolareventosconsistentestendematerumfatordecapacidademais
altoparaessasfontesdeenergia.
▪Manutençãoereparos:otemponecessáriopararealizaramanutençãoeos
reparosemumausinatambémpodeafetarofatordecapacidade.Quantomenor
otemponecessáriopararealizaressasatividades,maiorseráofatorde
capacidadedausina.
▪Eficiênciadoequipamento:aeficiênciadosequipamentosutilizadosnausina
tambémpodeinfluenciarofatordecapacidade.Equipamentosmaismodernose
eficientestendematerumdesempenhomelhore,portanto,umfatorde
capacidademaisalto.

13. TIPOS DE SISTEMAS EÓLICOS
▪SISTEMAS ISOLADOS (OFF GRID);
▪SISTEMAS INTERLIGADOS (ON GRID);
▪SISTEMAS HIBRIDOS;
CONFIGURAÇÃO
BÁSICA
AEROGERADOR
CONTROLADOR
DE CARGA
BATERIAS INVERSOR

14. TIPOS DE SISTEMAS EÓLICOS
▪O aerogerador é o equipamento responsável pela conversão da energia
cinética do vento em energia elétrica. Os aerogeradores fornecem energia
na forma de corrente contínua (CC);
▪O controlador/regulador de carga é utilizado para controlar a tensão de
entrada das baterias, evitando sobrecargas ou descargas excessivas,
otimizando e prolongando a sua vida útil;
▪Para alimentação de equipamentos que operam com corrente alternada
(CA), é necessária a utilização de um inversor. Os inversores transformam a
corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), além de elevar as
baixas tensões dos aerogeradores e baterias até os 110 V, 220 V ou outra
tensão utilizada por um aparelho elétrico;
▪Um transformador pode elevar a tensão para 13,5 kV para ser transportada
por linhas de transmissão até os centros consumidores.

15. TIPOS DE SISTEMAS EÓLICOS
▪Sistemas isolados (off-grid):
▪A geração eólica, nesse caso, é feita de forma
isolada, ou seja, o gerador não é conectado à
rede de energia e atende uma demanda
específica;
▪A energia produzida no sistema isolado pode
ser armazenada por baterias e,
posteriormente, ser utilizada em aparelhos
elétricos;
▪Alguns sistemas isolados não necessitam de
baterias de armazenamento, como no caso
dos sistemas para irrigação, em que toda a
água bombeada é diretamente consumida, ou
quando a energia é diretamente empregada
para bombear água para reservatórios.

16. TIPOS DE SISTEMAS EÓLICOS
▪Sistemas interligados à rede (on-grid);
▪Os sistemas interligados à rede não
necessitam de sistemas de armazenamento
de energia, pois toda a geração é entregue
diretamente a um sistema elétrico de grande
porte;
▪No entanto, com o aumento da produtividade
dos parques eólicos nos dias atuais, torna-se
atrativa a utilização de tecnologia de baterias
para armazenamento da energia excedente
produzida para ser consumida nos períodos
de low wind;
▪Os sistemas eólicos interligados à rede
apresentam as vantagens inerentes aos
sistemas de geração distribuída;

17. TIPOS DE SISTEMAS
EÓLICOS
▪SISTEMAS ONSHORE: são infraestruturas
encarregadas de gerar energia elétrica a partir
do vento que sopra em localizações em terra;
▪A energia cinética do vento é convertida em
energia mecânica de rotação das pás, para logo
convertê-la em eletricidade apta para consumo,
e finalmente integrá-la na rede de distribuição;
▪São instalados em áreas rurais despovoadas,
isoladas dos núcleos populacionais;
▪As instalações eólicas não interrompem as
atividades agrícolas e pecuárias que podem ser
desenvolvidas em torno dos parques;

18. TIPOS DE SISTEMAS EÓLICOS
▪SISTEMAS OFFSHORE
▪Os parques offshore possuem maior custo de
construção e de conexão à rede de energia, já
que são instalados longe do continente,
geralmente a pelo menos 20km da costa;
▪uma turbina Offshore tem um tamanho maior (e
potência nominal maior, o que significa ser mais
produtiva) e menor peso (cerca de 221ton/MW,
sendo 90% da estrutura composta por aço),
enquanto que uma turbina Onshore tem
640ton/MW de peso (sendo 72% de concreto e
24% de aço);
▪Parques eólicos Offshore estão localizados em
águas não muito profundas (até 60 m de calado)
e afastados da costa, das rotas de tráfego
marinho, das instalações estratégicas navais e
dos espaços de interesse ecológico.

19. TIPOS DE SISTEMAS EÓLICOS
▪SISTEMAS HÍBRIDOS
▪São todos os sistemas que produzem energia
elétrica em simultâneo com outra fonte. Essa
fonte poderá ser de origem fotovoltaica, de
geradores elétricos de diesel/ biodiesel, etc;
▪temos o mesmo funcionamento que nos
sistemas isolados, a única diferença é que o
carregamento das baterias estacionárias é
feito por mais de um gerador;
▪é necessário realizar um controle de todas as
fontes para que haja máxima eficiência e
otimização dos fluxos energéticos na entrega
da energia;
▪Por trabalhar com cargas em corrente
alternada, o sistema híbrido também necessita
de um inversor.