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SISTEMAS ISOLADOS
AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVA
DE SUPRIMENTO EM SISTEMAS
ISOLADOS DO ACRE
Avaliação de sistemas híbridos com energia fotovoltaica para o Lote III
do Projeto de Referência da Eletrobras Distribuição Acre
Ministério de Minas e Energia
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GOVERNO FEDERAL MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA MME/SPE Ministério de Minas e Energia Ministro Edison Lobão Secretário Executivo Márcio Pereira Zimmermann Secretário de Planejamento e Desenvolvimento Energético Altino Ventura Filho Secretário de Energia Elétrica Ildo Grutner Secretário de Petróleo, Gás Natural e Combustíveis Renováveis Marco Antônio Martins Almeida Secretário de Geologia, Mineração e Transformação Mineral Carlos Nogueira da Costa Júnior
SISTEMAS ISOLADOS
AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVA
DE SUPRIMENTO EM SISTEMAS
ISOLADOS DO ACRE
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica para o
Lote III do Projeto de Referência da Eletrobras Distribuição Acre
Empresa pública, vinculada ao Ministério de Minas e Energia, instituída nos termos da Lei n° 10.847, de 15 de março de 2004, a EPE tem por finalidade prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar o planejamento do setor energético, tais como energia elétrica, petróleo e gás natural e seus derivados, carvão mineral, fontes energéticas renováveis e eficiência energética, dentre outras.
Presidente Mauricio Tiomno Tolmasquim
Diretor de Estudos Econômico-Energéticos e Ambientais Amilcar Gonçalves Guerreiro
Diretor de Estudos de Energia Elétrica José Carlos de Miranda Farias
Diretor de Estudos de Petróleo, Gás e Biocombustível Diretor de Gestão Corporativa Alvaro Henrique Matias Pereira
Coordenação Geral Mauricio Tiomno Tolmasquim José Carlos de Miranda Farias
Coordenação Executiva Paulo Roberto Amaro
Oduvaldo Barroso da Silva
Equipe Técnica Bernardo Aguiar Gabriel Castro
Glaysson Muller Gustavo Ponte Michele Souza Thiago Teixeira
Danilo Lima (GIZ)
URL: http://www.epe.gov.br
Sede SAN – Quadra 1 – Bloco B – Sala 100-A 70041-903 - Brasília – DF
Escritório Central Av. Rio Branco, 01 – 11º Andar 20090-003 - Rio de Janeiro – RJ
No. EPE-DEE-NT-027 /2014-r0 Data: 21 de fevereiro de 2014
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Ministério de Minas e Energia
Sumário
1. Introdução .................................................................................... 2
2. Objetivo ........................................................................................ 3
3. Apresentação do Projeto .............................................................. 3 3.1 Projeto de Referência ............................................................................... 3
3.2 Adequação do Atendimento ao Mercado .................................................... 5
4. Avaliação do Suprimento ............................................................. 7 4.1 Recurso Solar .......................................................................................... 7
4.2 Características Técnicas e Considerações Adotadas .................................... 10
4.3 Simulações e Resultados .......................................................................... 14
5. Recomendações .......................................................................... 21
Anexo A - Curvas de Carga ............................................................... 24
Anexo B - Resultado das Simulações ............................................... 26
Anexo C - Sensibilidade ao Preço do Diesel ..................................... 28
Anexo D - Sensibilidade ao Preço dos Equipamentos...................... 29
Ministério de Minas e Energia
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
1. Introdução
Conforme preconizado na Portaria MME n° 600/2010 [1], a Eletrobras Distribuição Acre
enviou à EPE os Projetos de Referência para atendimento aos mercados isolados (ou
sistemas isolados1) do estado. Em função das previsões de interligação, os mercados
foram divididos em três lotes. O denominado Lote III corresponde aos sistemas que
não possuem previsão de interligação, neste horizonte de planejamento.
O Projeto de Referência apresentado pela distribuidora contempla o atendimento por
geradores a óleo diesel nos quatro Sistemas Isolados do Lote III. Em conformidade
com o art. 8º do Decreto nº 7.246/2010 [2] e tomando como referência o projeto
apresentado, a EPE realizou os trâmites necessários para fins de determinação do
custo total de geração, estimado em 1.803 R$/MWh. Esse valor foi considerado muito
elevado, principalmente quando comparado a outros sistemas similares de geração.
Ressalte-se que este valor é similar ao apresentado no Projeto de Referência (cerca de
1.902 R$/MWh), e se deve às dificuldades de acesso às localidades, em especial
Jordão e Santa Rosa do Purus, ao baixo fator de escala das usinas e ao alto valor do
combustível, conforme informações da distribuidora.
Cabe lembrar que o Decreto nº 7.246/2010 estabelece que os Projetos de Referência
deverão buscar a redução do custo total da geração nos Sistemas Isolados e da
necessidade do reembolso pela Conta de Consumo de Combustíveis – CCC e que os
agentes dos Sistemas Isolados deverão buscar a eficiência econômica e energética, a
mitigação de impactos ao meio ambiente e a utilização de recursos energéticos locais,
visando atingir a sustentabilidade econômica da geração de energia elétrica. Desta
forma, este documento analisa possíveis alternativas de suprimento que impliquem em
redução do custo de geração.
1 Neste documento utiliza-se indistintamente as expressões “mercados isolados”, “sistemas isolados” e “localidades”.
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
2. Objetivo
Este documento tem por objetivo avaliar alternativas de suprimento aos Sistemas
Isolados do Projeto de Referência denominado Lote III elaborado pela Eletrobras
Distribuição Acre. Para isso será considerado o uso de sistemas híbridos com geradores
a diesel e energia solar fotovoltaica, com e sem armazenamento de energia por meio
de baterias.
3. Apresentação do Projeto
3.1 Projeto de Referência
O Projeto de Referência para o Lote III foi apresentado pela Eletrobras Distribuição
Acre, e propõe o atendimento a quatro Sistemas Isolados por meio de aquisição de
energia e potência elétrica de agente vendedor, conforme previsto no art. 8º,
parágrafo I do Decreto nº 7.246/2010 [2]. O quadro abaixo apresenta as localidades
que fazem parte desse lote. Não está prevista a interligação desses sistemas ao
Sistema Interligado Nacional - SIN.
Mercado isolado Previsão de interligação ao
SIN Prazo de
contratação
LOTE III
Marechal Thaumaturgo Sem previsão
15 anos Porto Walter Sem previsão
Jordão Sem previsão
Santa Rosa do Purus Sem previsão
Quadro 1 – Mercados Isolados da Eletrobras Distribuição Acre
Segundo o projeto de referência apresentado pela Distribuidora, o Produtor
Independente de Energia – PIE contratado será responsável pela implantação,
operação e manutenção das usinas, incluindo o suprimento e a manutenção do
estoque de combustível para todas as usinas, que utilizariam motores de combustão
interna a óleo diesel para acionar os geradores elétricos.
As informações sobre os municípios e o mercado a ser contratado até o décimo quinto
ano de suprimento são mostrados nos quadros abaixo.
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Localidade População estimada 20132
PIB per capita em 20112
Marechal Thaumaturgo 15.857 R$ 7.651,47
Porto Walter 10.143 R$ 8.074,19
Jordão 7.147 R$ 7.855,37
Santa Rosa do Purus 5.374 R$ 7.427,80
Quadro 2 – Informações dos municípios
Jordão Marechal
Thaumaturgo Porto Walter
Santa Rosa do Purus
Ano Mercado (MWh)
Demanda (kW)
Mercado (MWh)
Demanda (kW)
Mercado (MWh)
Demanda (kW)
Mercado (MWh)
Demanda (kW)
2014 1.873 359 3.837 744 2.984 661 2.114 412 2015 2.043 384 4.189 800 3.269 708 2.342 441 2016 2.183 409 4.534 862 3.586 763 2.548 472 2017 2.332 434 4.886 936 3.850 829 2.764 505 2018 2.490 460 5.262 1.013 4.117 892 2.990 540 2019 2.649 486 5.642 1.093 4.393 957 3.227 577 2020 2.805 512 6.015 1.177 4.667 1.028 3.474 617 2021 2.973 538 6.413 1.264 4.982 1.100 3.732 659 2022 3.152 564 6.807 1.354 5.268 1.179 3.999 703 2023 3.337 591 7.228 1.447 5.584 1.265 4.278 751 2024 3.447 615 7.514 1.489 5.822 1.292 4.424 765 2025 3.604 641 7.885 1.566 6.105 1.358 4.657 802 2026 3.762 667 8.257 1.643 6.388 1.423 4.891 838 2027 3.920 693 8.628 1.720 6.671 1.488 5.125 874 2028 4.078 719 8.999 1.797 6.954 1.553 5.359 911
Quadro 3 – Energia e Demanda a atender em cada Sistema Isolado (Projeto de Referência)
Cabe destacar que, para fins de atendimento ao mercado, o Projeto de Referência tem
como premissa a saturação dos valores de energia e demanda a partir do quinto ano
do contrato (2018), que também servirá de base para o dimensionamento inicial dos
sistemas.
Em atendimento ao art. 4º da Portaria MME n° 600/2010 [1], o Projeto de Referência
apresenta uma composição orçamentária (referência dezembro/2012) e uma sugestão
de preço de referência, composto por: Receita Anual Fixa – RAF (que visa remunerar
os custos de investimento e custos fixos de O&M) e Custo Variável Unitário – CVU
(contemplando os custos variáveis de O&M e de combustível). Esses valores são
apresentados nos quadros abaixo.
2 Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE [10].
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Mercado isolado Custo total de investimento
(R$)
Potência instalada (kW)
R$/kW
Marechal Thaumaturgo 4.761.185 1.400 3.401
Porto Walter 4.399.115 1.200 3.666
Jordão 3.552.094 750 4.736
Santa Rosa do Purus 3.494.969 750 4.660
Total 16.207.363 4.100 3.953 Quadro 4 – Custos de investimento por usina, com base no dimensionamento proposto no
Projeto de Referência
Mercado isolado Receita Anual Fixa - RAF (R$/ano)
Custo Variável Unitário - CVU
(R$/ano)
Lote III
Marechal Thaumaturgo 1.377.954 6.645.623
Porto Walter 1.324.835 4.805.597
Jordão 1.199.550 4.833.266
Santa Rosa do Purus 1.191.130 5.826.156
Quadro 5 – Valores de Receita Anual Fixa e Custo Variável Unitário (CVU)
Considerando os dados de mercado a contratar em 2018, esses valores resultam em
um preço de referência, para UTE equivalente3, de cerca de R$ 1.902/MWh, de acordo
com o Projeto de Referência.
3.2 Adequação do Atendimento ao Mercado
Observa-se que até a entrega da última versão deste Projeto de Referência, a ANEEL
não havia publicado modelo de edital de contratação de potência e energia elétrica de
agente vendedor nos Sistemas Isolados, do qual se espera que seja considerado o
atendimento a todo o mercado planejado durante o prazo de contratação. Assim, há a
necessidade de adequar a proposta apresentada no Projeto de Referência ao modelo
de Edital a ser publicado.
Dessa forma, para uma adequada comparação de valores, calculou-se a proposta de
custo total de geração considerando o atendimento aos 15 anos de mercado planejado
(com base nos dados de mercado enviados pela distribuidora), bem como a potência
instalada necessária, de acordo com as premissas do projeto, conforme quadro abaixo.
3 O projeto apresenta os dados relativos a cada usina, porém, de forma a se determinar um preço final, elaborou-se uma usina equivalente.
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Localidade Demanda em 2028 (kW)
Energia em 2028 (MWh)
Potência instalada (kW)
Marechal Thaumaturgo 1.797 8.999 2.400
Porto Walter 1.553 6.954 2.200
Jordão 717 4.078 1.000
Santa Rosa do Purus 911 5.359 1.250
Total 4.978 25.390 6.850 Quadro 6 – Energia e Demanda a atender em 2028 para cada Sistema Isolado
Destarte, conforme consta do Informe Técnico EPE-DEE-IT-006/2014-r0 [3], o custo
total de geração resultou em R$ 1.803/MWh (ref. dez/2012).
Na análise do Projeto de Referência foi levada em consideração a busca pela
modicidade tarifária, tendo como base o modelo do setor elétrico. Dessa forma,
devem-se procurar opções que sejam menos dispendiosas, de forma a não onerar os
consumidores. Esse princípio é corroborado por [1] que estabelece que os projetos de
referência devem buscar redução no custo total da energia e no uso de recursos da
CCC. Além disso, foi levado em consideração na análise o art. 4º de [2], que se refere
à busca pela eficiência econômica e energética, pela mitigação de impactos ao meio
ambiente e a utilização de recursos energéticos locais.
Considerando o elevado valor do preço de referência apresentado, solicitou-se, no
Parecer Técnico enviado à distribuidora, a avaliação do uso de outras fontes
energéticas, como por exemplo, solar fotovoltaica, para suprimento nas localidades de
Jordão e Santa Rosa do Purus, devido, principalmente, ao alto custo do combustível e
à dificuldade de logística. A distribuidora não apresentou esta avaliação, alegando falta
de conhecimento nesta área.
Desta forma, com o intuito de verificar a viabilidade da implantação de sistemas
híbridos com energia fotovoltaica nesses Sistemas Isolados do Acre, a EPE apresenta
sua avaliação, de forma a atender o preconizado no Decreto nº 7.246/2010 [2] e na
Portaria MME nº 600/2010 [1].
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
4. Avaliação do Suprimento
A seguir são apresentadas as considerações e a avaliação da EPE quanto ao
suprimento elétrico destes quatro Sistemas Isolados, considerando o uso de sistemas
híbridos com geradores a diesel e energia solar fotovoltaica, com e sem
armazenamento de energia por meio de baterias.
Ressalte-se que para as análises, foi utilizado o software Homer (The micropower
optimization model). O Homer é um modelo de otimização, desenvolvido pelo National
Renewable Energy Laboratory – NREL, especializado em sistemas híbridos. Este
software foi concebido para auxiliar no projeto de sistemas de geração, tanto isolados
quanto conectados à rede, utilizando múltiplas fontes de energia. Ele é capaz de
simular fontes estocásticas, como usinas fotovoltaicas, eólicas e hidroelétricas de
pequeno porte, junto com geradores termelétricos. Também é possível representar
sistemas de armazenamento de energia elétrica, como baterias e tanques de
hidrogênio [4].
4.1 Recurso Solar
Diante do elevado custo variável das usinas do Lote III, apresentado anteriormente,
surge a necessidade de estimar a redução do consumo de diesel a partir da
complementariedade de geração de energia elétrica por meio de outra fonte.
O Brasil possui grande potencial de aproveitamento de energia solar durante todo o
ano e sua utilização em regiões mais afastadas dos centros urbanos pode trazer
benefícios para o desenvolvimento destas regiões. A radiação solar pode ser
diretamente convertida em energia elétrica, por meio de efeitos da radiação sobre
determinados materiais, através do efeito fotovoltaico, que resulta da excitação dos
elétrons de alguns materiais na presença da luz solar.
A Figura 1 apresenta o índice médio anual de radiação solar no país, segundo o Atlas
de Irradiação Solar no Brasil [5], onde se pode observar que a região Norte não
apresenta os maiores índices de radiação do país. Não obstante, essa região apresenta
um grande potencial de aproveitamento energético, principalmente para o
fornecimento de energia elétrica para as regiões remotas ou mais afastadas dos
centros urbanos.
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Figura 1 – Radiação solar global diária – média anual típica (Wh/m².dia).
O Quadro 7 e o Quadro 8 apresentam as radiações solares típicas para as localidades
do Lote III. No primeiro, as informações do Instituto Nacional de Pesquisa Espacial
(INPE) foram obtidas através do Solar and Wind Energy Resource Assessment
(SWERA) [6]. No segundo, os dados foram extraídos do software Homer, que realiza a
modelagem de energia para sistemas renováveis [4].
No primeiro a radiação média anual é da ordem de 5,05 kWh/m²/dia, enquanto o
segundo apresenta média em torno de 4,86 kWh/m²/dia. Para fins deste estudo,
adotou-se os valores do INPE, apresentados no Quadro 7.
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Jordão Santa Rosa do Purus
Irradiação Global Horizontal (kWh/m²/dia) Irradiação Global Horizontal (kWh/m²/dia)
Média Anual 5,065 Média Anual 5,091
Janeiro 5,018 Janeiro 5,453
Fevereiro 4,702 Fevereiro 4,524
Março 4,925 Março 5,016
Abril 4,998 Abril 4,635
Maio 4,851 Maio 4,604
Junho 4,334 Junho 4,724
Julho 4,121 Julho 3,990
Agosto 5,240 Agosto 5,307
Setembro 5,799 Setembro 5,632
Outubro 5,781 Outubro 6,117
Novembro 5,221 Novembro 5,474
Dezembro 5,506 Dezembro 5,441
Marechal Thaumaturgo Porto Walter
Irradiação Global Horizontal (kWh/m²/dia) Irradiação Global Horizontal (kWh/m²/dia)
Média Anual 5,015 Média Anual 5,038
Janeiro 4,760 Janeiro 5,141
Fevereiro 4,928 Fevereiro 4,405
Março 5,001 Março 5,047
Abril 4,991 Abril 4,870
Maio 4,741 Maio 4,682
Junho 4,359 Junho 4,402
Julho 4,330 Julho 4,046
Agosto 5,422 Agosto 5,018
Setembro 5,722 Setembro 5,545
Outubro 5,669 Outubro 6,002
Novembro 5,160 Novembro 5,336
Dezembro 5,336 Dezembro 5,516
Quadro 7 – Radiação Solar típica. Fonte: SWERA - GHI INPE High Resolution
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Jordão Santa Rosa do Purus
Irradiação Global Horizontal (kWh/m²/dia) Irradiação Global Horizontal (kWh/m²/dia)
Média anual 4,816 Média anual 4,944
Janeiro 4,364 Janeiro 4,599
Fevereiro 4,723 Fevereiro 4,795
Março 4,458 Março 4,783
Abril 4,469 Abril 4,511
Maio 4,481 Maio 4,586
Junho 4,543 Junho 4,743
Julho 5,028 Julho 5,145
Agosto 5,375 Agosto 5,507
Setembro 5,453 Setembro 5,633
Outubro 5,286 Outubro 5,389
Novembro 4,854 Novembro 4,891
Dezembro 4,745 Dezembro 4,727
Marechal Thaumaturgo Porto Walter
Irradiação Global Horizontal (kWh/m²/dia) Irradiação Global Horizontal (kWh/m²/dia)
Média anual 4,886 Média anual 4,784
Janeiro 4,577 Janeiro 4,354
Fevereiro 4,723 Fevereiro 4,587
Março 4,592 Março 4,592
Abril 4,556 Abril 4,480
Maio 4,504 Maio 4,479
Junho 4,543 Junho 4,448
Julho 5,118 Julho 4,997
Agosto 5,394 Agosto 5,333
Setembro 5,599 Setembro 5,421
Outubro 5,291 Outubro 5,317
Novembro 4,903 Novembro 4,737
Dezembro 4,813 Dezembro 4,639
Quadro 8 – Radiação Solar típica. Fonte: Homer
Para fins deste estudo, considera-se a utilização de tecnologia solar fotovoltaica. As
células fotovoltaicas utilizam-se da radiação solar global para conversão em energia
elétrica, ou seja, elementos semicondutores fotossensíveis, quando expostos ao sol,
promovem uma diferença de potencial em seus terminais que, interligados, resultam
na circulação de uma corrente elétrica.
4.2 Características Técnicas e Considerações Adotadas
• Custos fixos
Alguns custos de investimento e de operação e manutenção - O&M são comuns a
qualquer configuração do sistema gerador. Na parte de custo de investimento,
podemos destacar, de forma não exaustiva: grupos geradores e sistemas auxiliares,
elaboração de projeto, aquisição de terreno, obras civis, sistema de aterramento,
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
construção da subestação, montagens eletromecânicas. Na parte de O&M, destaca-se:
salário dos operadores, reposição de peças, manutenção das estruturas comuns.
Inicialmente, conforme consta no Informe Técnico [3], o custo de investimento total
estimado neste sistema puramente diesel foi de 3.600 R$/kW. A partir desse valor,
considerou-se que 65 % desse valor corresponde ao custo de investimento total
excluindo-se os custos dos grupos geradores4, doravante denominado custo de
investimento fixo. Os outros 35 % correspondem, exclusivamente, aos grupos
geradores. O Quadro 9 mostra os valores considerados de custo de investimento fixo e
O&M fixo5 para cada localidade.
Localidade
Potência instalada proposta no Projeto de
Referência (kW)
Custo de investimento fixo
(R$)
Custo O&M fixo sistema (R$/ano)
Marechal Thaumaturgo 2.400 5.616.000 561.600
Porto Walter 2.200 5.148.000 514.800
Jordão 1.000 2.340.000 234.000
Santa Rosa do Purus 1.250 2.925.000 292.500
Total 6.850 16.029.000 1.602.900 Quadro 9 – Valores de custo de investimento fixo e O&M fixo para cada localidade.
• Gerador a diesel
Conforme descrito acima, o custo de investimento dos geradores a diesel, neste
estudo, é de 35 % do custo de investimento total, o que representa 1.260 R$/kW.
Considerou-se que a cada 15.000 horas de operação se faz necessária a realização de
manutenção geral do equipamento. Essa manutenção foi representada no modelo do
software Homer pelo custo de reposição, equivalente a 850 R$/kW. Além disso, o custo
de O&M variável considerado foi de 20 R$/MWh, quando a máquina está em sua
potência nominal e o gerador, em seu ponto de máxima eficiência, é capaz de entregar
1 MWh consumindo 289 litros de diesel.6
Ressalta-se que em todas as simulações foi considerado ao menos um gerador
operando constantemente, de modo a estabelecer frequência (60 Hz) e tensão da
rede, não sendo utilizados inversores formadores de rede.
4 Para fins de simulação no software Homer, tornou-se necessário distinguir os valores dos grupos geradores, já que durante o processo de simulação, o modelo busca a melhor configuração, podendo, inclusive, reduzir a potência dos grupos geradores a diesel. 5 Considerado 10 % do custo de investimento fixo, resultando em 234 R$/kW.ano. Para fins de simulação, o valor complementar referente aos custos de O&M fixo do gerador a diesel foi considerado no custo de substituição dos grupos geradores. 6 Considerando o limite de consumo específico de 289 L/MWh preconizado na Resolução Normativa ANEEL nº 427/2011 [11].
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
• Óleo diesel
O custo do óleo diesel nas localidades analisadas é consideravelmente maior do que o
praticado nas capitais estaduais. Isso se deve à localização remota e às dificuldades de
logística, típicos da região. Para as simulações deste estudo, sobre o custo publicado
pela ANP para os distribuidores em Rio Branco7 foi acrescentado um fator
multiplicador. Esse fator foi informado pela distribuidora no Projeto de Referência.
A partir desse cálculo, foi adicionado um mark-up que representa outros custos
inerentes à geração nestes sistemas tais como custos financeiros, administrativos,
impostos, encargos e de estoque de combustível. O valor de mark-up considerado foi
de 15 %. O quadro abaixo apresenta um resumo dos valores do diesel para cada
localidade:
Localidade Preço do diesel
(R$/L)
Custo do diesel com mark-up
(R$/L)
Marechal Thaumaturgo 3,89 4,47
Porto Walter 3,54 4,07
Jordão 5,56 6,39
Santa Rosa do Purus 5,69 6,54 Quadro 10 - Custo do litro de óleo diesel considerado neste estudo.
Adicionalmente, como sensibilidade, serão analisados os resultados com o aumento do
custo do diesel em 50 % e em 100 %. Essas análises se justificam devido à incerteza
do valor do diesel durante o período contratual e pelo fato de ser um gasto que
perdura durante todo esse período.
• Combinações de fontes energéticas
De modo a utilizar recursos energéticos locais e reduzir o consumo de combustível em
períodos diurnos, a tecnologia solar fotovoltaica pode ser muito vantajosa nos sistemas
isolados, majoritariamente atendidos por geração térmica a diesel. Entretanto, pela
necessidade de geração de energia elétrica durante o período noturno e devido às
limitações de um sistema de acumulação por bancos de baterias, tornam-se
necessárias, para fins de confiabilidade e segurança no suprimento, combinações das
três tecnologias: geradores a diesel, sistemas fotovoltaicos e baterias.
7 Para dezembro de 2012, esse valor é de 2,205 R$/L.
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
• Tecnologia Fotovoltaica
Para efeito das simulações, considerou-se o custo dos sistemas fotovoltaicos8 em
7,50 R$/Wp. Esse custo contempla os módulos fotovoltaicos em si, além das estruturas
de suporte, controladores de carga e frete até as localidades. Como sensibilidade,
também foram simulados sistemas com o custo de 6 e 9 R$/Wp, que correspondem,
respectivamente, a 80 % e 120 % do valor considerado. De modo geral, considera-se
o custo de operação e manutenção (O&M) do sistema fotovoltaico em cerca de 1 % do
valor do investimento por ano. De modo a ser mais conservador e dadas as
características da região analisada, para esta análise foi considerado o custo de O&M
de 2 % do investimento por ano.
Adicionalmente, ainda para efeito de simulações no Homer, foi considerado como
Derating Factor9 o valor de 75 %.
• Inversores
Por ser uma tecnologia estática, a energia produzida pelas células fotovoltaicas não
deve ser utilizada diretamente, já que a corrente produzida pelos módulos fotovoltaicos
é contínua, ou seja, tem frequência nula, sendo que no Brasil a frequência padrão das
redes é de 60 Hz.
Para tal adequação, é necessária a utilização dos equipamentos inversores que
modulam a corrente contínua em alternada possibilitando, assim, a utilização de
equipamentos comuns.
Da mesma forma que no caso dos sistemas fotovoltaicos o custo dos inversores deve
contemplar o frete. Dessa forma, considerou-se o valor de 2,5 R$/W e um custo
associado de O&M de 1 % do valor do investimento.
• Baterias
Conforme descrito, a geração de energia por meio da tecnologia fotovoltaica é restrita
a condições da radiação solar, ou seja, durante a noite não é possível gerar energia.
8 Considera-se neste documento “sistema fotovoltaico” o conjunto de elementos composto de arranjo fotovoltaico, dispositivos de controle, condicionamento, supervisão, proteção, fiação, fundação e estrutura de suporte, não incluindo o armazenamento de energia elétrica (baterias) e inversor. 9 O derating factor é um fator que o Homer aplica para a potência de saída do arranjo fotovoltaico, de forma a contemplar condições reais de operação, tais como perdas na cablagem, sombreamento, degradação, acúmulo de sujeira, dentre outros [4].
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14
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Por sua característica de intermitência, essa tecnologia é geralmente associada a
acumuladores de energia ou a combinação com outras fontes de energia para que seja
possível o atendimento da demanda durante o período noturno, especialmente.
Os sistemas de acumulação por baterias têm limitações quanto ao tamanho da rede e
ao banco de baterias necessário para o atendimento dessa demanda.
Além disso, a tecnologia de baterias escolhida possui uma vida útil substancialmente
inferior aos módulos fotovoltaicos. Estima-se que a tecnologia chumbo-ácida do tipo
OPzS, às condições locais de temperatura e limitada a 50 % de profundidade de
descarga máxima, devam ser integralmente substituídas a cada 7 anos,
aproximadamente. Observa-se que o tempo de vida útil de uma bateria pode ser ainda
menor, a depender da forma de uso e do dimensionamento do sistema. O processo de
descarga das baterias deve ser projetado prevendo um dimensionamento suficiente
para que a curva de descarga diária não ultrapasse níveis críticos.
Ressalte-se também que o descarte dessas baterias é uma questão ambiental
importante, já que são constituídas por substâncias tóxicas e que podem ser
prejudiciais quando em contato direto com o meio ambiente.
Devido a essas limitações, neste estudo, considerou-se a utilização de baterias
chumbo-ácida, do tipo OPzS, com profundidade de descarga de 50 % e vida útil de 7
anos. Quanto aos custos, considerou-se o valor de 1.500 R$/kWh para a compra, o
transporte e a instalação, sendo o O&M 1 % desse valor por ano. Adotou-se como
custo de substituição das baterias após a vida útil, um valor 50 % a maior, devido à
necessidade de retirar as baterias antigas do local e providenciar um descarte
adequado, conforme a legislação vigente. Como sensibilidade, também foram
simulados sistemas com o custo de 1.200 e 1.800 R$/kWh, que correspondem,
respectivamente, a 80 % e 120 % do valor considerado.
4.3 Simulações e Resultados
Com base nas considerações e premissas descritas, os sistemas de cada localidade
foram simulados no software Homer a fim de encontrar a melhor configuração
utilizando sistemas fotovoltaicos, baterias e geradores a diesel.
As configurações resultantes da simulação são inúmeras e a escolha entre elas
dependerá de diferentes fatores. O parâmetro de priorização do software Homer é a
minimização do valor presente líquido do custo total do sistema. Entretanto, em outros
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15
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
contextos, outros fatores podem ser mais importantes, como por exemplo, o
investimento inicial.
As curvas de carga utilizadas para cada localidade durante as simulações encontram-se
no Anexo A - Curvas de Carga.
Abaixo são apresentados diversos resultados das simulações realizadas. O Quadro 11
apresenta os custos nivelados de energia (LCOE) [7] enquanto o Quadro 12 apresenta
o valor presente líquido do custo de todo o sistema. Os valores de ambos são
resultados da análise durante o ciclo de vida do sistema de 15 anos10. É importante
frisar que em todos os casos o parque gerador a diesel é mantido constante e igual
aos informados em [3].
Os valores informados entre parênteses representam a redução percentual em relação
ao custo nivelado de energia do sistema puramente diesel.
Localidade Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
Marechal Thaumaturgo 1.655 (-4,2%) 1.577 (-8,7%) 1.727
Porto Walter 1.657 (-2,2%) 1.540 (-9,1%) 1.695
Jordão 2.157 (-6,8%) 2.119 (-8,4%) 2.314
Santa Rosa do Purus 2.180 (-6.3%) 2.121 (-8,8%) 2.326
Média do Lote11 1.847 (-4,7%) 1.769 (-8,8%) 1.939 Quadro 11 – Custo nivelado da energia, em R$/MWh.
Localidade Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
Marechal Thaumaturgo 135,3 128,9 141,2
Porto Walter 104,7 97,3 107,0
Jordão 79,9 78,5 85,7
Santa Rosa do Purus 106,1 103,2 113,2
Total 426.0 407.9 447.2 Quadro 12 – Valor presente líquido do custo ao longo do período de 15 anos, em milhões
de reais.
As configurações completas e valores econômicos resultantes das simulações
realizadas pelo software Homer encontram-se no Anexo B - Resultado das Simulações.
10 Para fins de simulação, foi considerada uma taxa de desconto de 7 % ao ano. 11 Média ponderada pela energia.
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16
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Observa-se que o dimensionamento do banco de baterias proposto pelo Homer resulta
em uma quantidade baixa de baterias, equivalente a uma autonomia de
aproximadamente 2 horas. Isto ocorre pois o banco de baterias está desempenhando
um papel prioritariamente operativo, ao permitir que os geradores operem num ponto
de maior eficiência e reduzindo a ocorrência de situações de excesso de energia.
Ao analisar os resultados da simulação, percebe-se que o potencial de redução do
consumo de combustível diesel é significativo. O Quadro 13 apresenta o volume médio
anual de combustível consumido pelos sistemas com as configurações propostas. Os
valores informados entre parênteses representam a redução percentual de combustível
que é consumido em relação ao sistema puramente diesel.
Localidade Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
Marechal Thaumaturgo 2.427.213 (-15%) 2.116.777 (-26%) 2.870.326
Porto Walter 1.902.778 (-17%) 1.711.761 (-26%) 2.301.177
Jordão 1.055.761 (-19%) 963.299 (-26%) 1.295.860
Santa Rosa do Purus 1.429.267 (-15%) 1.242.247 (-26%) 1.684.931 Quadro 13 – Consumo de diesel, litros, média por ano.
Além da economia significativa de combustível e da operação mais econômica, a
configuração que utiliza somente os geradores a diesel é substancialmente mais
sensível à variação do preço do combustível. A Figura 2 apresenta a variação do custo
nivelado da energia para a localidade de Santa Rosa do Purus em função da variação
do preço do diesel. Esta análise foi realizada considerando o custo do diesel de
6,54 R$/L12, considerando o aumento de 50 % e 100 %, conforme informado no item
4.2.
12
Considerando, aproximadamente, o consumo específico de 289 L/MWh e um “mark-up” de 15 %.
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17
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Figura 2 – Variação do custo nivelado da energia em função do preço do diesel para a
localidade de Santa Rosa do Purus
Do gráfico acima, para cada real de aumento do preço do óleo diesel, o preço da
energia equivalente (LCOE) passa a ser 362 R$/MWh mais caro no caso de sistema
puramente diesel, 297 R$/MWh mais caro no caso de sistema híbrido fotovoltaico e
diesel e 263 R$/MWh mais caro em um sistema híbrido fotovoltaico, bateria e diesel.
Ou seja, a hibridização torna o custo da energia elétrica menos vulnerável às variações
do preço do óleo diesel.
Igualmente, foi simulada a sensibilidade ao preço do sistema fotovoltaico e do banco
de baterias, conforme informado anteriormente na seção 4.2. As pequenas barras
verticais presentes na Figura 2 representam as extremidades das sensibilidades, ou
seja, representa o custo nivelado da energia considerando o preço do sistema
fotovoltaico e da bateria como 80 % e 120 % do preço base. O Quadro 14 apresenta
os valores do custo nivelado da energia para os extremos analisados do preço do
sistema fotovoltaico e bateria, do sistema de Santa Rosa do Purus. Os valores entre
parênteses indicam a variação em relação ao caso base, apresentado no Quadro 11.
Como a variação do preço do sistema fotovoltaico e bateria não influencia a
configuração puramente diesel, esta não está representada no Quadro 14.
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5 6 7 8 9 10 11 12
Cu
sto
Niv
ela
do
da
En
erg
ia [
R$
/MW
h]
Custo do Diesel [R$/L]
Fotovoltaico+Diesel Fotovoltaico+Bateria+Diesel Diesel
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18
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Preço do Sistema FV e Bateria (%)
Fotovoltaico e diesel Fotovoltaico, bateria e
diesel
80% 2.144 (-1.7%) 2.050 (-3,3%)
100% 2.180 2.121
120% 2.209 (1.3%) 2.133 (0,6%)
Quadro 14 – Variação do custo nivelado da energia com a variação do preço do sistema fotovoltaico e bateria para a localidade de Santa Rosa do Purus
É possível observar que o impacto da variação do preço do sistema fotovoltaico e
bateria no custo nivelado da energia é pequeno.
Esse baixo impacto ocorre, pois a variação do preço dos sistemas fotovoltaicos e
bateria ocorre especialmente no investimento inicial e substituição destes
equipamentos. Entretanto, a maior parcela do valor presente líquido do custo total não
pertence à aquisição dos sistemas nem à substituição, e sim ao combustível utilizado.
Este fato é evidenciado pela distribuição dos custos totais apresentado na Figura 3,
para a localidade de Santa Rosa do Purus.
Figura 3 – Distribuição dos custos totais para o sistema híbrido proposto com
fotovoltaico, bateria e diesel para a localidade de Santa Rosa do Purus
Com base na distribuição dos custos apresentada para a localidade de Santa Rosa do
Purus, é possível compreender que a variação do preço do combustível é, de fato, mais
significante que a variação do preço do sistema fotovoltaico e bateria. Esta observação
corrobora a análise da Figura 2, onde se mostrou que a variação do preço do
combustível tem maior impacto no sistema composto apena de geradores a diesel.
Os valores simulados para o custo da energia com a variação do preço do diesel para
todas as localidades encontram-se no Anexo C - Sensibilidade ao Preço do Diesel.
Conforme mencionado anteriormente, o parâmetro de priorização do software Homer é
minimizar o valor presente líquido do custo total do sistema. Entretanto, a depender do
Investimento
inicial
18%
Substituição
7%
O&M
6%
Combustível
69%
Distribuição dos Custos Totais
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19
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
contexto, outros fatores podem ser mais importantes para a decisão, como por
exemplo, o investimento inicial.
O Quadro 15 apresenta a comparação entre três sistemas resultantes para a localidade
de Santa Rosa do Purus. Apesar de todos eles atenderem aos requisitos técnicos
impostos, observa-se que os parâmetros econômicos variam, e a seleção de um deles
poderá depender de diferentes fatores.
Componente Sistema proposto
Alternativa 1 Alternativa 2
Potência Total do Sistema Fotovoltaico (kWp)
1.350 900 900
Capacidade do Banco de Bateria (kWh)/Número de Baterias (-)
1.728/288 1.728/288 -
Potência Total dos Geradores a Diesel (kW)
1.250 1.250 1.250
Parâmetro Econômico
LCOE (R$/MWh) 2.121 2.145 2.180
Valor Presente Líquido do Custo Total (milhões de R$)
103,2 104,4 106,1
Investimento Inicial (milhões de R$) 19,1 15,7 12,5 Quadro 15 – Comparação entre sistemas para a localidade de Santa Rosa do Purus
De fato, observa-se que as alternativas 1 e 2 apresentam um custo de energia
ligeiramente superior (1,1% e 2,8% respectivamente). Entretanto, o custo de
investimento inicial para estas alternativas é significativamente menor (17,7% e 34,5%
respectivamente), o que pode influenciar a decisão de escolha entre as alternativas,
em relação ao sistema proposto.
Outra análise que pode ser feita é com relação à potência total dos geradores a diesel
que deve ser instalada. Em todos os casos apresentados e discutidos anteriormente
restringiu-se a potência instalada à informada em [3]. Essas restrições têm reflexos
nas garantias e fatores de utilização da capacidade instalada.
Entretanto, ao considerar que o banco de baterias pode ser utilizado para suprir os
requisitos de reserva operativa, há a possibilidade de se reduzir ainda mais o custo
nivelado da energia, o valor presente líquido do custo total e o investimento inicial.
O Quadro 16 apresenta o sistema otimizado e o sistema com capacidade instalada
conforme o Informe Técnico supracitado para a localidade de Santa Rosa do Purus.
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20
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Componente Sistema com capacidade instalada fixa
Sistema otimizado
Potência Total do Sistema Fotovoltaico (kWp)
1.350 1.350
Capacidade do Banco de Bateria (kWh)/Número de Baterias (-)
1.728/288 1.728/288
Potência Total dos Geradores a Diesel (kW)
1.250 1.000
Parâmetro Econômico
LCOE (R$/MWh) 2.121 2.069
Valor Presente Líquido do Custo Total (milhões de R$)
103,2 100.7
Investimento Inicial (milhões de R$) 19,0 18,8 Quadro 16 – Comparação entre o sistema otimizado e o sistema com capacidade instalada
igual ao Informe Técnico para a localidade de Santa Rosa do Purus
Observa-se que é possível suprir a demanda com custos ainda mais reduzidos (LCOE e
Valor Presente líquido do custo total aproximadamente 2,5 % inferior e investimento
inicial cerca de 1 % inferior). Entretanto deve-se analisar a possibilidade, ou mesmo se
é desejável, operar o sistema utilizando o banco de baterias como garantidor da
reserva necessária.
Característica importante de sistemas geradores de energia elétrica contendo fontes de
energias renováveis intermitentes, o nível de penetração de um sistema híbrido mede
a parcela da geração total deste tipo de energia no sistema (neste caso, energia solar
fotovoltaica). Este nível de penetração pode ser medido de forma instantânea e de
forma média. O nível instantâneo de penetração representa a potência de saída do
gerador fotovoltaico em relação à demanda máxima da carga. Já o nível médio de
penetração representa a razão entre a energia gerada pelo gerador fotovoltaico e a
energia total consumida em um determinado período.
Segundo informações de fontes especializadas em energia fotovoltaica [8] [9], para
níveis instantâneos de penetração de até 20%, o sistema híbrido percebe a geração
fotovoltaica como uma carga negativa. Entretanto, para níveis de penetração maiores,
sistemas de controle devem ser utilizados para garantir a operação estável do sistema
elétrico local.
Os sistemas híbridos resultantes das simulações e otimizações realizadas pelo software
Homer apresentam níveis de penetração relativamente altos. Tomando como exemplo
a localidade de Marechal Thaumaturgo, os níveis médios e instantâneos de penetração
do sistema híbrido proposto apresentam valores de 27% e 79%, respectivamente. Tal
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21
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
sistema híbrido requer controladores avançados de modo que o suprimento de energia
elétrica transcorra de forma confiável.
Desta forma, as configurações propostas pelo software devem ser analisadas
cautelosamente, devido ao fato de estarem no limiar da tecnologia existente
atualmente, e requerem estudos mais profundos para atestar sua viabilidade técnica e
econômica.
5. Recomendações
O presente estudo buscou avaliar alternativas de suprimento aos Sistemas Isolados do
Projeto de Referência denominado Lote III, contemplando o uso de sistemas híbridos
com geradores a diesel e energia solar fotovoltaica, com e sem armazenamento de
energia por meio de baterias.
É importante observar que, além de existirem poucos exemplos deste tipo de
implantação com dados públicos, este estudo foi realizado tomando como referência
premissas, inclusive de custos envolvidos, em sua maioria conservadora. Por
conseguinte, a depender do que sejam adotados como premissas e/ou considerações,
o resultado poderá divergir do apresentado.
De acordo com o preconizado no Decreto nº 7.246/2010 e na Portaria MME nº
600/2010, e com as premissas e os resultados apresentados no presente estudo, a
adoção de sistemas híbridos, formados por sistemas fotovoltaicos, armazenamento de
energia por meio de baterias e geradores a diesel, proporciona:
- Benefício econômico no valor da energia, em R$/MWh, apesar do aumento do
investimento inicial. Nos casos analisados, observou-se uma redução no custo nivelado
da energia de até, aproximadamente, 9%;
- Menor vulnerabilidade e benefício econômico em função da expectativa de aumento
do preço futuro do diesel;
- Economia no consumo de combustíveis fósseis, proporcionando redução de impactos
ambientais e, inclusive, das emissões de gases de efeito estufa; e
- Geração de conhecimento em sistemas renováveis na região amazônica, propiciando
desenvolvimento tecnológico, industrial, comercial e de mão de obra nacional.
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22
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Ressalta-se que a opção pelas alternativas estudadas deve levar em consideração
também a disponibilidade de mão-de-obra qualificada e, tendo em vista a
complexidade de acesso às localidades, torna-se necessário dispensar maior atenção à
confiabilidade de suprimento desses sistemas.
Portanto, em virtude da busca pela: (i) modicidade tarifária; (ii) eficiência econômica e
redução no uso de recursos da CCC; (iii) eficiência energética; (iv) mitigação de
impactos ao meio ambiente; (v) utilização de recursos energéticos locais; (vi)
desenvolvimento tecnológico; e (vii) qualidade, segurança e confiabilidade no
fornecimento de energia elétrica, recomenda-se que o atendimento das quatro
localidades formadoras do Lote III do estado do Acre seja realizado
utilizando-se sistemas híbridos, considerando energia solar fotovoltaica com
geradores a diesel e armazenamento de energia por meio de baterias.
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23
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Bibliografia
[1] MME - Ministério de Minas e Energia, Portaria n° 600, 2010.
[2] Casa Civil - Subchefia para assuntos jurídicos, Decreto n° 7.246, 2010.
[3] Empresa de Pesquisa Energética, “Proposta do valor máximo do custo total de geração para a licitação do atendimento ao mercado previsto,” EPE-DEE-IT-006/2014-r0, 2014.
[4] NREL, Manual do HOMER.
[5] INMET - Instituto Nacional de Meteorologia, “Atlas Irradiação Solar do Brasil,” Brasília, 1998.
[6] NREL, “Solar and Wind Energy Resource Assessment,” [Online]. Available: http://maps.nrel.gov/SWERA. [Acesso em 30 janeiro 2014].
[7] NREL, “SAM help - Levelized Cost of Energy (LCOE),” [Online]. Available: https://www.nrel.gov/analysis/sam/help/html-php/index.html?mtf_lcoe.htm. [Acesso em 05 02 2014].
[8] A. Gallego, “Offgrid 2.0,” pv magazine, n. Edição 12/2013, pp. 66-71.
[9] P. F. Antúnez, “Potencial de integração de energia fotovoltaica em redes isoladas com geradores a diesel,” Rio de Janeiro, 2013.
[10] IBGE, “IBGE Cidades,” [Online]. Available: http://www.cidades.ibge.gov.br/xtras/home.php. [Acesso em 23 01 2014].
[11] ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica, Resolução Normativa n° 427, 2011.
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24
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Anexo A - Curvas de Carga
Para que a simulação através do software Homer seja realizada, é necessário informar
a curva de carga. As curvas de carga utilizadas são apresentadas abaixo.
Visto que a curva de carga de cada localidade não foi informada no Projeto de
Referência, estas tiveram que ser estimadas com base em outras curvas de locais
próximos e que apresentam caraterísticas semelhantes.
Figura 4 – Curva de carga considerada para Marechal Thaumaturgo
Figura 5 – Curva de carga considerada para Porto Walter
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Ca
rga
[k
W]
Hora do dia [h]
Marechal Thaumaturgo
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Ca
rga
[k
W]
Hora do dia [h]
Porto Walter
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25
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Figura 6 – Curva de carga considerada para Jordão
Figura 7 – Curva de carga considerada para Santa Rosa do Purus
De forma a ser mais conservador, modelou-se, em todas as localidades, a ponta da
demanda ocorrendo no período noturno. Além disso, para tornar a simulação mais
realista, foi adicionado um fator de variabilidade nas curvas de carga consideradas,
fazendo com que a curva de cada dia seja ligeiramente diferente.
0
100
200
300
400
500
600
700
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Ca
rga
[k
W]
Hora do dia [h]
Jordão
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Ca
rga
[k
W]
Hora do dia [h]
Santa Rosa do Purus
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26
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Anexo B - Resultado das Simulações
Os quadros abaixo apresentam as configurações dos sistemas híbridos propostos pelo
software Homer para cada localidade, bem como os parâmetros econômicos
resultantes, como custo nivelado da energia, valor presente líquido do custo total e
investimento inicial necessário.
Marechal Thaumaturgo
Componente Fotovoltaico e
diesel Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
Potência Total do Sistema Fotovoltaico (kWp)
1.350 1.800 -
Capacidade do Banco de Bateria (kWh)/Número de Baterias (-)
- 1.728/288 -
Potência Total dos Geradores a Diesel (kW)
2.400 2.400 2.400
Parâmetro Econômico
LCOE (R$/MWh) 1.655 1.577 1.727
Valor Presente Líquido do Custo Total (R$)
135.255.072 128.903.248 141.174.112
Investimento Inicial (R$) 20.640.000 27.544.500 8.640.000
Quadro 17 – Configuração dos sistemas resultantes da simulação para Marechal Thaumaturgo
Porto Walter
Componente Fotovoltaico e
diesel Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
Potência Total do Sistema Fotovoltaico (kWp)
1.350 1.350 -
Capacidade do Banco de Bateria (kWh)/Número de Baterias (-)
- 864/144 -
Potência Total dos Geradores a Diesel (kW)
2.205 2.205 2.205
Parâmetro Econômico
LCOE (R$/MWh) 1.657 1.540 1.695
Valor Presente Líquido do Custo Total (R$)
104.680.864 97.268.768 107.034.488
Investimento Inicial (R$) 19.926.300 21.222.300 7.926.300 Quadro 18 – Configuração dos sistemas resultantes da simulação para Porto Walter
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Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Jordão
Componente Fotovoltaico e
diesel Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
Potência Total do Sistema Fotovoltaico (kWp)
900 900 -
Capacidade do Banco de Bateria (kWh)/Número de Baterias (-)
- 1.728/288 -
Potência Total dos Geradores a Diesel (kW)
1.000 1.000 1.000
Parâmetro Econômico
LCOE (R$/MWh) 2.157 2.119 2.314
Valor Presente Líquido do Custo Total (R$)
79.890.456 78.479.392 85.715.600
Investimento Inicial (R$) 11.600.000 14.192.000 3.600.000
Quadro 19 – Configuração dos sistemas resultantes da simulação para Jordão
Santa Rosa do Purus
Componente Fotovoltaico e
diesel Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
Potência Total do Sistema Fotovoltaico (kWp)
900 1.350 -
Capacidade do Banco de Bateria (kWh)/Número de Baterias (-)
- 1.728/288 -
Potência Total dos Geradores a Diesel (kW)
1.250 1.250 1.250
Parâmetro Econômico
LCOE (R$/MWh) 2.180 2.121 2.326
Valor Presente Líquido do Custo Total (R$)
106.124.296 103.240.568 113.237.728
Investimento Inicial (R$) 12.500.000 19.092.000 4.500.000 Quadro 20 – Configuração dos sistemas resultantes da simulação para Santa Rosa do
Purus
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28
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Anexo C - Sensibilidade ao Preço do Diesel
Os quadros abaixo apresentam os custos nivelados da energia para distintos preços do
combustível diesel de forma a analisar sua sensibilidade.
Marechal Thaumaturgo
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Custo do diesel (R$/litro)
Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
3,89 1.655 1.577 1.727
6,71 2.236 2.092 2.444
8,95 2.803 2.593 3.160 Quadro 21 – Sensibilidade do custo nivelado da energia gerada em relação ao custo do
diesel para Marechal Thaumaturgo Porto Walter
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Custo do diesel (R$/litro)
Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
3,54 1.657 1.540 1.695
6,11 2.200 2.043 2.371
8,14 2.730 2.520 3.045 Quadro 22 – Sensibilidade do custo nivelado da energia gerada em relação ao custo do
diesel para Porto Walter Jordão
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Custo do diesel (R$/litro)
Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
5,56 2.157 2.119 2.314
9,59 2.954 2.866 3.334
12,79 3.745 3.544 4.353 Quadro 23 – Sensibilidade do custo nivelado da energia gerada em relação ao custo do
diesel para Jordão Santa Rosa do Purus
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Custo do diesel (R$/litro)
Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
5,69 2.180 2.121 2.326
9,82 3.034 2.874 3.360
13,09 3.878 3.625 4.391 Quadro 24 – Sensibilidade do custo nivelado da energia gerada em relação ao custo do
diesel para anta Rosa de Purus
Ministério de Minas e Energia
29
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Anexo D - Sensibilidade ao Preço dos Equipamentos
Os quadros abaixo apresentam os custos nivelados da energia para a variação do
preço do sistema fotovoltaico e da bateria entre 80% e 120% de forma a analisar sua
sensibilidade.
Marechal Thaumaturgo
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Custo do diesel (R$/litro)
Preço do Sistema FV e Bateria (%)
Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
3,89
80% 1.626 1.522 1.727
100% 1.655 1.577 1.727
120% 1.680 1.625 1.727
5,84
80% 2.193 2.030 2.444
100% 2.236 2.092 2.444
120% 2.279 2.138 2.444
7,78
80% 2.760 2.531 3.160
100% 2.803 2.593 3.160
120% 2.845 2.655 3.160
Quadro 25 – Sensibilidade do custo nivelado da energia gerada em relação ao custo do sistema fotovoltaico e bateria para Marechal Thaumaturgo
Porto Walter
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Custo do diesel (R$/litro)
Preço do Sistema FV e Bateria (%)
Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
3,54
80% 1.619 1.498 1.695
100% 1.657 1.540 1.695
120% 1.682 1.580 1.695
5,31
80% 2.155 1.990 2.371
100% 2.200 2.043 2.371
120% 2.245 2.086 2.371
7,08
80% 2.675 2.456 3.045
100% 2.730 2.520 3.045
120% 2.779 2.573 3.045
Quadro 26 – Sensibilidade do custo nivelado da energia gerada em relação ao custo do sistema fotovoltaico e bateria para Porto Walter
Ministério de Minas e Energia
30
Avaliação de Sistemas Híbridos com energia fotovoltaica em Sistemas Isolados do Acre
Jordão
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Custo do diesel (R$/litro)
Preço do Sistema FV e Bateria (%)
Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
5,56
80% 2.107 2.048 2.314
100% 2.157 2.119 2.314
120% 2.195 2.115 2.314
8,34
80% 2.898 2.759 3.334
100% 2.954 2.866 3.334
120% 3.011 2.943 3.334
11,12
80% 3.688 3.428 4.353
100% 3.745 3.544 4.353
120% 3.801 3.661 4.353
Quadro 27 – Sensibilidade do custo nivelado da energia gerada em relação ao custo do sistema fotovoltaico e bateria para Jordão
Santa Rosa do Purus
Custo nivelado da energia (R$/MWh)
Custo do diesel (R$/litro)
Preço do Sistema FV e Bateria (%)
Fotovoltaico e diesel
Fotovoltaico, bateria e diesel
Diesel
5,69
80% 2.144 2.050 2.326
100% 2.180 2.121 2.326
120% 2.209 2.133 2.326
8,54
80% 2.991 2.804 3.360
100% 3.034 2.874 3.360
120% 3.077 2.945 3.360
11,4
80% 3.835 3.550 4.391
100% 3.878 3.625 4.391
120% 3.921 3.695 4.391
Quadro 28 – Sensibilidade do custo nivelado da energia gerada em relação ao custo do sistema fotovoltaico e bateria para Santa Rosa de Purus