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A GERAÇÃO EÓLICA E OS DESAFIOS PARA A OPERAÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO

Angela C. S. L. Guimarães Pedro Bezerra

Companhia Hidro Elétrica do São Francisco - Chesf

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OBJETIVOS : Apresentar o estado da arte da geração eólica no Brasil e no mundo e os desafios que esperam a

Operação do Sistema Interligado Nacional.

MOTIVAÇÃO : A entrada em operação de mais de 1300MW em Usinas Eólicas no Brasil até 2009

PROPOSTA DO TRABALHO

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GERAÇÃO EÓLICA NO MUNDO

2008 - Repower 5MW - Diâmetro126 mDécada 70

Crise mundial de petróleo

Diversificação da matriz energética

mundial

Crescimento da Indústria de

Aerogeradores

ConsciênciaAmbiental

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ENERGIA EÓLICA NO MUNDO

Capacidade Instalada Acumulada

Fonte: Global Wind Energy Council

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 out/08

MW

6

0

5000

10000

15000

20000

25000

MW

1º A

leman

ha2

º Est

ados

Uni

dos

3º E

span

ha

4º Ín

dia

5º C

hina

6º D

inam

arca

° ° °

13º J

apão

° ° °

25º B

rasil

Potência Instalada no mundo (MW)

Fonte: Greenpeace Brasil – Maio 2008

ENERGIA EÓLICA NO MUNDO

7,2% do consumo de energia da Alemanha

10% da demanda interna da Espanha

4% do consumo de eletricidade de toda a União Européia

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TECNOLOGIA ATUAL

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CONCEITOS TECNOLÓGICOS TÍPICOS

p.ex.:Vestas - Dinamarca

p.ex.: Enercon - Alemanha

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Tecnologia “ offshore” X Repotencialização

FUTURO Energia Eólica

Dinamarca, 200020 unidades BONUS 2 MW.Na época, a maior fazenda eólica no mundo.

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Energia Eólica no Brasil

Potencial eólico brasileiro 143 mil MW*

*Fonte: Eletrobrás – Atlas Eólico do Brasil ( 2001 – 50 m – 7m/s – 500 kW)

ATLAS EÓLICO

Potencial eólico NE

75 mil MW *

1111

PROINFA

Proinfa – Programa Brasileiro de Incentivo ao uso de Fontes Alternativas de Energia.

Eletrobrás - Lei nº 10.438 - 2002

OBJETIVO- Diversificação da matriz energética brasileira através de soluções regionais com a utilização de f ontes renováveis de energia (PCH, Eólica e Biomassa)

•10% da matriz energética em fontes alternativas até 2020

ETAPA I > 1.300 MW em Geração Eólica

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Sistema

Chesf

54 Projetos Eólicos7 instalados

73% dos projetos

Eólicos aprovados estão no Nordeste

PROJETOS PROINFA

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Projetos Eólicos aprovados pelo PROINFA – NE Brasil

E

E

EE

E

E

E

E

E

E E

E

E

Usina Eólica conectada no 69kV

Usina Eólica conectada no 230kV

TOTAL >800MW

35 usinas

E

EE E

E

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Dificuldades - Fabricantes no Brasil

Argentina

Fábricas : São Paulo e Ceará

Aerogeradores de 800 a 2400 kW e até 95 m

Brasil - Alemanha

Brasil - Argentina

Fábrica : Pernambuco

Aerogeradores 1,5MW – 77 m

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Dificuldades - Normas Técnicas Para Geração Eólica

Universidades:

UFPEUSPUFC

PUC-RSFACENS

Participantes CE 003:88.01 – Turbinas para Geração Eólica

Energia:

ELETROBRÁSCHESFCEPEL

ELETROSULPETROBRÁS

CEMIGENERGISA - PB

Fornecedores:

WEGWOBBENTECSIS

IMPSA WINDSIEMENSSCHULER

Estudos e Projetos:

CBEEBRASELCO

ABNT / COBEI

Norma IEC – 61400

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USINA EÓLICA

Despacho

RedeBásica?

Operação e Manutenção

Fabricante

(Disponibilidade 98%)

Ons> 30MW ?

Não

Ons

Agentes(Distribuidora)

Sim

NãoSim

Previsão de

Ventos

OPERAÇÃO E MANUTENÇÃOUSINAS EÓLICAS NO SIN

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Fornecimento de energia

Padrões de Fornecimento Procedimentos de Rede – Submódulo 3.6

18


Padrões de Fornecimento Procedimentos de Rede – Submódulo 3.6

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Suportabilidade a subtensões decorrentes de faltas na Rede

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Venda de Energia

DuraçãoContrato

DuraçãoContrato

Início Suprimento

Início Suprimento

Em 1 a 4 anos De 10 a 30 anosFontes Alternativas

Preço MWhPreço MWh

R$ 240,00Energia Eólica

R$ 128,00Fonte Hidráulica

Último leilão 18/06/2007

NENHUM PROJETOEÓLICO

PARTICIPANTE !!!!!

Próximo leilão 2009!

Último leilão 18/06/2007

NENHUM PROJETOEÓLICO

PARTICIPANTE !!!!!

Próximo leilão 2009!

Fonte : CCEE

Leilões(energia futura > PROINFA)

Leilões(energia futura > PROINFA)

108% Eólica *Energia Nuclear* Valor estimado de

referência - revista National Geographic Brasil

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Parque Eólico de Osório(Osório 50 MW, Sangradouro 50 MW, Índios 50 MW)75 x E-70/2000 kW = 150 MWTorres de Concreto de 98m Rio Grande do Sul Proprietário: Ventos do Sul/Enerfin/ElecnorCliente: CEEE (fornecimento de energia)

Parque Eólico de Osório

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CGE – Rio do FogoCGE – Rio do Fogo

Parque Eólico de Rio do Fogo 62 x E-48/800 kW = 49,6 MWTorres de Concreto de 75mRio Grande do Norte Proprietário: Enerbrasil/IberdrolaCliente: COSERN (fornecimento de energia)

PROINFA

1ª USINA DO PROINFA NO NORDESTE

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A Energia Eólica no Brasil

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COMPLEMENTARIDADECHUVAS X VENTOS

ANO 2007

Fonte: Chesf

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Alguns Dados da CGE Rio do Fogo

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

00:0

0

01:0

0

02:0

0

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0

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0

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0

HORA

MW

h

MW MÉDIO

Dados ONS – dia 20/09/2007

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Alguns Resultados dos Estudos de Transitórios Eletromagnéticos

-100000

-50000

0

50000

100000

0 50 100 150 200

Tensão na barra de Extremoz 69 kV

Electrotek Concepts® TOP, The Output Processor®

Volta

ge (

V)

Time (ms)

FASE A FASE B FASE C

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-100000

-50000

0

50000

100000

0 10 20 30 40 50

Tensão na barra de 69 kV da SE Natal II


Volta

ge (

V)

Time (ms)

FASE A FASE B FASE C

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CGE – Rio do Fogo

Obs : A SE Rio do Fogo (RFG) estObs : A SE Rio do Fogo (RFG) estáá a a aproximadamente 72 km da SE Chesf (NTD)aproximadamente 72 km da SE Chesf (NTD)

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134000

136000

138000

140000

142000

144000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000


Vo

ltag

e r

ms(

V)

Time (ms)

V rms NTD 23 - com a UERF (V) V rms NTD 23 - sem a UERF (V)

Tensão na barra de 230kV da SE NTD, durante a energização de transformadores nessa SE, COM e SEM a presença da Central Geradora

Eólica Rio do Fogo.

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0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000


Cu

rre

nt (

A)

Time (ms)

I rms - máxima, com a UERF (A) I rms - máxima, sem a UERF (A)

Corrente de INRUSH no transformador 100 MVA da SE Natal II,

COM e SEM a presença da Central Geradora Eólica Rio do Fogo.

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Grata pela atenção

Angela C.S.L GuimarãesAngela C.S.L Guimarães

DOEL DOEL –– Divisão de Estudos da OperaDivisão de Estudos da Opera çção Elão El éétrica trica -- ChesfChesf

[email protected]@chesf.gov.br

Pedro Bezerra Pedro Bezerra DTG DTG –– Departamento de Tecnologia da GeraDepartamento de Tecnologia da Gera çção ão -- ChesfChesf

[email protected]@chesf.gov.br

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0

50

100

150

200

62 162 262 362 462 562 662 762 862 962 1062 1162 1262 1362 1462 1562 1662 1762 1862 1962 2062 2162 2262 2362 2462 2562 2662 2762 2862 2962

Composição de 2º Harmônico da Corrente da Fase C


Curr

ent

(A -

rm

s)

Time (ms)

Sem a CGE Rio do Fogo Com a CGE Rio do Fogo


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Ons- Coordenador

Estudos

de ImpactoAmpliação e Reforços

Agentes

Acesso

RedeBásica?

RedePública?

Agentes

( Transmissoras ou Distribuidora)

(Concessionárias ou PRODIST)

Acessante

RedeBásica?

RedePública?

Acessante

ACESSO NOVAS USINAS EÓLICAS

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INDÚSTRIA DE AEROGERADORES

GE Energy(EUA)18,10%

Enercon(Alemanha)

13,40%

Gamesa(Espanha)

13,20%

Suzlon(Índia)6,20%

Siemens(Alemanha)

5,60%

REPower(Alemanha)

3,10%

Vestas(Dinamarca)

28,40%

Nordex(Alemanha)

2,70%

Ecotecnia(Espanha)

2,10%

Mitsubish(Japão)2,10% Outros

5,10%

Dinamarca 28,4%

Alemanha 24,8%

EUA 18,1 %

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ConcentraçãoFonte: Sun & Wind Energy

INDÚSTRIA DE AEROGERADORES

Zond

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CONCEITOS TECNOLÓGICOS TÍPICOS

Conexão na rede via conversor CA/CC/CA de gerador síncrono

Excitratiz com ímãs permanentes Conexão na rede via conversor CA/CC/CA de gerador de indução

duplamente excitado

Conexão na rede via conversor CA/CC/CA de gerador de indução com rotor de gaiola

Conexão na rede via conversor CA/CC/CA de gerador síncrono

Com enrolamento de campo

p.ex.: IMPSA (Vensys) p.ex.:Vestas

p.ex.: Wobben (Enercon)

p.ex.: Fuhrländer (classe kW)

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PROINFA x Usinas EPROINFA x Usinas E óólicas no SIN licas no SIN

Custo de instalação no Brasil: R$ 4 mil/kW

Financiamento : BNDES X PROINFA II

60% Nacionalização Tarifas X Mercado

Histórico Eólico X Hidráulico

Ordem de licenciamento Mínimo custo Global

Ponto de Conexão Scc > 8% Instalação X Condições Ventos

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