Tudo sobre energia Solar

Introdução


Desde seu surgimento, a demanda por energia elétrica não para de crescer e, consequentemente, a geração elétrica também. Até a década de 80-90, a geração elétrica expandia-se majoritariamente através de fontes hídricas, fósseis e nucleares, no entanto, essas fontes começaram a perder a dominância na expansão devido ao avanço da tecnologia, mudanças em legislações ambientais e subsídios para fontes renováveis – permitindo-as serem aplicadas em maiores escalas. Essa nova conjuntura, com legislações ambientais mais rígidas e grande avanço da tecnologia, dificulta a construção de usinas hidrelétricas com grandes reservatórios e torna as fontes de energia eólica e solar competitivas em relação aos combustíveis fósseis e nucleares, logo tornando-as alternativas viáveis para a expansão da matriz energética. No cenário brasileiro não é diferente, embora com um início mais tardio do que nos países desenvolvidos, a energias renováveis também estão sendo incentivadas; primeiramente foram através de projetos pilotos, e, mais recentemente, por mudanças na legislação para permitir a geração distribuída e a criação do leilão de energia renovável (LER) para incentivar a contratação de usinas elétricas com fontes de energia renováveis para o Sistema Interligado Nacional (SIN).

Neste trabalho há dois objetivos principais: descrever a tecnologia fotovoltaica e simular a inserção de quatro usinas fotovoltaicas (UFVs) no SIN. O primeiro consiste de apresentar os conceitos básicos sobre a tecnologia Fotovoltaica, abordando os fatos cruciais no seu desenvolvimento desde a sua criação, retratar o mercado existente e projeções do mercado futuro no cenário global, e, no âmbito nacional, mostrar as iniciativas e subsídios do governo federal para incentivar essa tecnologia no Brasil. O segundo objetivo consiste em adicionar quatro UFVs ao SIN, totalizando 840 MW de capacidade de geração, três conectadas nos barramentos de 138 kV das subestações de Pirapora 2, Montes Claros 2 e Paracatu 4, e a quarta conectada no barramento de 345 kV da subestação de Montes Claros 2, todas localizadas no estado de Minas Gerais. Com as UFVs e subestações de conexão determinadas, este trabalho determina a geração elétrica e simula a adição de cada uma delas no SIN, verificando e analisando os impactos no desempenho elétrico da região SE-CO.

Neste trabalho há dois objetivos principais: descrever a tecnologia fotovoltaica e simular a inserção de quatro usinas fotovoltaicas (UFVs) no SIN. O primeiro consiste de apresentar os conceitos básicos sobre a tecnologia Fotovoltaica, abordando os fatos cruciais no seu desenvolvimento desde a sua criação, retratar o mercado existente e projeções do mercado futuro no cenário global, e, no âmbito nacional, mostrar as iniciativas e subsídios do governo federal para incentiOs capítulos 1 e 8 são destinados para a Introdução e Conclusão, respectivamente. O primeiro apresenta uma célere introdução do assunto, objetivos almejados com este trabalho e a estrutura utilizada, ao passo que, o último apresenta os principais pensamentos inferidos com a realização deste trabalho. No capítulo 2, um panorama global da expansão da geração e demanda de energia elétrica é traçado para o período entre 1985-2040, ressaltando o papel das energias renováveis nessa expansão. Além disso, são retratadas as ações do governo Brasileiro incentivando as energias renováveis, com ênfase na energia solar fotovoltaica (FV). No capítulo 3, apresenta-se os principais fatos históricos na solidificação da tecnologia FV desde a sua origem, seguido pelas principais tecnologias FV consolidadas no ambiente comercial e as em fase de aprimoramento. Por último, o modelo matemático da célula FV é apresentado, juntamente com um método para determinar a geração elétrica em um painel FV através de informações técnicas contidas na especificação do painel, e dados de temperatura e irradiação solar. No capítulo 4, trata-se sobre a metodologia utilizada para determinar a geração solar das usinas FVs e os processos desenvolvidos pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), utilizados para simular as UFVs no SIN, fornecendo embasamento teórico e regulatório para analisar os impactos da conexão das UFVs no desempenho elétrico da região Sudeste-Centro Oeste (SE-CO). No capítulo 5, trata-se sobre uma descrição da região elétrica da região SE-CO, abordando fatores como despacho das usinas hidrelétricas e térmicas, intercâmbios inter-regionais e intra-regional, além de condições operativas dos cenários bases de verão, por exemplo, tensão e sentido do fluxo de potência ativa. No capítulo 6, os resultados do estudo em regime normal da inserção das UFVs são apresentados, como tensão e carregamento das barras e linhas de transmissão (LTs). No capítulo 7, uma análise de evolução de curto-circuito é apresentada, mostrando a topologia utilizada para representar as UFVs e a evolução das correntes de falta nas barras da região SE-CO.