Apres EFEI eolica - agg.ufba.br · 3 •Substituição da força motriz humana e anima nas...

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MINISTÉRIO DEMINAS E ENERGIA

Centrais Elétricas Brasileiras S.A.

EMPRESA DO SISTEMA ELETROBRASEMPRESA DO SISTEMA ELETROBRAS

CEPELCEPEL

ENERGIA EÓLICAENERGIA EÓLICA

EFEIItajubá, 25 de abril de 2002

EVOLUÇÃO HISTÓRICA E O MEIO AMBIENTE

O ESTADO DA ARTE E O FUTURO DA ENERGIA EÓLICA

A ENERGIA EÓLICA NO BRASIL

ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA

AS LEIS NO BRASIL PARA O DESENVOLVIMENTO DA ENERGIA EÓLICA

ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA

ATLAS DO POTENCIAL EÓLICO BRASILEIRO

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Tópicos

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Evolução Histórica e o Meio Ambiente

•Substituição da força motriz humana e animal nas atividades agrícolas

China2000 A.C.

Imp. Babilônico1500 A.C. Pérsia

200A.C.

Utilização da Energia Eólica (A.C.)

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•Substituição da força motriz humana e anima nas atividades agrícolas•Bombeamento de água e diversificação no uso de moinhos de vento

Desenvolvimentodos moinhosde vento

após as Cruzadas

Utilização dos moinhos para bombeamento na Holanda e diversificação do seu uso

em toda a Europa

Utilização da Energia Eólica (D.C.)

Século XI XVII XIX XX

Revolução IndustrialMáquina a Vapor

Declínio dos Moinhosde Vento

• Aerogeradores de Pequeno Porte (expansão territorial e sist. isolados)• Aerogeradores de Grande Porte (pesquisas e desenv. industrial)

Utilização da Energia Eólica no Século XX

Participação de vários países em pesquisa de aerogeradores de grande porte Uso intesivo

de combustíveis fósseis

II Guerra 1970 1980 1990 20001900

Desenv.e utilização de turbinas eólicas de pequeno porte para suprimento de energia em comunidades isoladas Acidente de

Chernobyl

Desenv. da Ind.Alemã

Choque do Petróleo

Novos Invest.em pesquisa em energia eólica

•Usinas Eólicas Offshore•Turbinas eólicas de 1.5 a 2.0 MW

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Aerogeradores de pequeno porte (Século XX)

•Desenvolvimento de pequenos modelos para abastecimento de energia elétrica em regiões isoladas durante a expansão territorial dos Estados Unidos e Rússia

•Desenvolvimento de modelos entre 5 e 25 kW pela Dinamarca

•Utilização do modelo Jacobs no meio rural entre as décadas de 30 e 60.

Aerogeradores de grande porte (Século XX)

Turbina Eólica de Brush (1888 - 1908)

•Potência de 12 kW•Rotor com 17 m de diâmetro•Torre de 18m e 144 pás.•Acionamento de lâmpadas incandescentes

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Turbina Eólica Balaclava(1931 - 1934)

•Potência de 100 kW•Torre de 30m e 2 pás.•Interligação com a rede•Posicionamento via trilhos


Turbina Eólica Smith-Putnam (1941 - 1945)

•Potência de 1.25 MW•Rotor com 53.3 m de diâmetro•Torre de 33.3m e 2 pás.•Interligação com a rede

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Desenvolvimento de pesquisas em energia eólica de grande porte após 2º Guerra Mundial;

Iniciativa de vários países tais como França, Dinamarca, EstadosUnidos, Rússia, Alemanha e Inglaterra em pesquisas de grandes aerogeradores;

Retomada de investimentos em energia eólica após os choques do petróleo na década de 70 na diversificação da geração de energia .

O Programa Federal de Energia Eólica (1971), adotado pelos Estados Unidos, promoveu o levantamento eólicos em várias regiões americanas além de pesquisas de várias concepções e materiais utilizados nas máquinas eólicas.


Turbina Eólica de GedserDinamarca - 1977

200kW

Turbina MOD-5BEstados Unidos - 1987

3.5 MW

Turbina Eixo VerticalEstados Unidos (1984-1987)

625 kW

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Avolução comercial das turbinas eólicas

Turbinas Eólicas offshore

LocalizaçãoInício deoperação

Potência Instalada(MW) Fabricante Situação

Nogersund, Baltico(Suécia)

1991 1 x 0.22 = 0.22 Wind World Abandonada em1998

Vindby (Dinamarca) 1991 11 x 0.45 = 4.95 Bonus Em operaçãoMedemblik, Ijsselmeer(Países Baixos)

1994 4 x 0.50 = 2.00 NedWind Em operação

Tunø Knob (Dinamarca) 1995 10 x 0.50 = 5.00 Vestas Em operaçãoDronten, Ijsselmeer (PaísesBaixos) 1996 28 x 0.60 = 16.80 Nordtank Em operação

Bockstigen, Valar, Baltico(Suécia) 1998 5 x 0.50 = 2.50 Wind World Em operação

Vista geral da fazenda eólica offshore de Vindby - DKDetalhe da montagem de uma das turbinas da fazenda eólica de Tunø Knob - DK

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Energia Eólica e o Meio Ambiente“Coal, gas and oil will not be the three kings of the energy world for ever.

It is no longer folly to look up to the sun and wind, down into the sea’s waves”(“The future of energy” The Economist – 7 de Outubro de 1995)

•• Utilização Utilização do Solo do Solo para para Atividades AgrícolasAtividades Agrícolas

•• EmissãoEmissão de Gasesde Gases

•• EmissãoEmissão de de RuídoRuído

•• ImpactoImpacto VisualVisual

•• Impacto sobre Impacto sobre a Faunaa Fauna

•• Programa Protótipo Programa Protótipo de 250kW (1986)de 250kW (1986)Subsídio para os cinco primeiros aerogeradores de uma empresa após o protótipo ter sido instalado e testado.

•• ProgramaPrograma de de Demonstração Demonstração de 100 MW (1989)de 100 MW (1989)•• ProgramaPrograma de de DemonstraçãoDemonstração de 250 MW (1990)de 250 MW (1990)

Ambos resultado de políticas específicas de incentivos para aerogeradores

Políticas de Fomento a FontesRenováveis na Alemanha

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•• Lei deLei de AlimentaçãoAlimentação dede EletricidadeEletricidade (1991)(1991)Subsídio para compra da energia de fonte eólica ou solar: 90% a mais da médiados preços de venda das concessionárias.Participação dos governos Federal e Estadual nos Subsídios aos investimentos.A concessionária reserva um limite de 5% da energia total comercializada para compra de energia em fontes alternativas.

•• Lei dasLei das Energias RenováveisEnergias Renováveis (2000)(2000)Dar suporte político em direção à duplicação da participação das fontes renováveis de energia elétrica de 5% para 10% em 2010 dentro dos alvos estipulados pela Comissão Européia no relatório “Renewable Energy White Paper” (1997).O valor da energia comprada varia em períodos fixos ao longo da vida útil do projeto, dependendo também das condiçöes do local instalado.O limite de compra de apenas 5% da energia consumida por concessionária amplia-se com o rateio entre todas as concessionárias.

Políticas de Fomento a FontesRenováveis na Alemanha

Evolução do Mercado Alemão

Potência Instalada por Ano [MW]Potência Instalada por Ano [MW]

Posição geralem 31/12/2001

Somente em 2001

Número de Turbinas Eólicas 11.438 2079Capacidade Instalada [MW] 8.753,72 2.658,96Média da potência instalada[kW/unidade]

765,32 1.278,96

0

500

1000

1500

2000

2500

1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Ano

Cap

acid

ade

inst

alad

a/an

o[M

W]

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Ano

Cap

acid

ade

acum

ulad

a[M

W]

Capacidade Acumulada ao Ano [MW]Capacidade Acumulada ao Ano [MW]

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Evolução do Custo da Energia Eólica

• Redução significativa dos custos da energia eólica:

•Redução dos preços das turbinas eólicas;

•As turbinas modernas são cada vez maiores, com torres cada vez mais altas;

•Melhor conhecimento da tecnologia e melhoria nos métodos de produção;

•Melhoria na eficiência e na disponibilidade de novos campos;

•Queda nos custos de operação e manutenção.

1980US$ 350,00/MWh

2001US$ 40 - 50,00/MWhEUA (AWEA)

R$ / MWh US$/MWhAlemanha 226.01 81.30

Espanha 164.85 59.30

Dinamarca 179.87 64.70

Holanda 192.10 69.10

Reino Unido 121.49 43.70

Itália 219.90 79.10

Suécia 165.97 59.70Grécia 180.98 65.10Irlanda - -Portugal 197.94 71.20

França 209.06 75.20

Outros - -

Total - -

EUA 111.20 40.00

Canadá -

Cotação Dolar 2.78 R$/US$Fonte:European Renewable Energy Council - EREC

Tarifa

Europa

América do Norte

Custo da Energia Eólica no Mundo

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Energia Eólica no MundoMédia da potência de turbinas eólicas instaladas

Número de turbinas eólicas instaladas em todo o mundo

Dinamarca Alemanha Espanha SuéciaReinoUnido

EstadosUnidos

Ano Pot.Médiap/ano

Pot.MédiaAcum

Pot.Médiap/ano

Pot.MédiaAcum

Pot.MédiaP/ano

Pot.MédiaAcum

Pot.Médiap/ano

Pot.MédiaAcum

Pot.Médiap/ano

Pot.MédiaAcum

Pot.Médiap/ano

Pot.MédiaAcum

1992 215 119 185 117 125 100 212 221 361 299 223 1051993 248 123 254 182 200 122 247 227 320 312 149 1051994 364 131 371 264 320 142 412 257 469 353 336 1121995 493 148 473 310 297 177 448 311 534 360 327 1181996 531 181 530 358 420 258 459 345 562 398 511 1201997 560 235 623 402 422 323 550 364 514 425 707 1251998 687 271 783 465 504 367 590 414 615 442 723 1321999 750 303 919 562 589 455 775 453 617 450 720 1532000 931 366 1.101 646 648 510 802 489 795 484 686 161

Número acumulativo de turbinas instaladasPaís/Região

Total deunidades

até ofinal de

19941995 1996 1997 1998 1999 2000

Total de

unidadesaté o final

de 2000

América doNorte

16.329 66 -78 -158 416 -177 261 16.659

Europa 8.488 1.800 2.013 2.343 2.731 4.389 4.624 26.390Ásia 1.279 1.837 917 594 33 438 650 5.748Resto do Mundo 70 25 20 35 1 134 156 441Total deUnidades

26.166 3.728 2.872 2.814 3.181 4.784 5.691 49.238

Acumulativo 26.166 29.894 32.766 35.580 38.761 43.545 49.238

Capacidade instalada ao final de 2000: 18,449 MW

Potência média mundial das turbinas eólicas : 375 kW

Potência Eólica Instalada no Mundo (GW)

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Turbinas Eólicas Instaladas no Mundo

Total Instalado 1999: 13.000 MWTotal Instalado 2000: 17.500 MWTotal Instalado 2001: 23.500 MW*

O Futuro da Energia EólicaPrevisões para 2004

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Wind Force 10 – A Blueprint to Achive 10% of the World’s Electricity from Wind Power by 2020

Greenpeace InternationalGreenpeace InternationalEuropean Wind Energy AssociationEuropean Wind Energy AssociationForum for Energy and DevelopmentForum for Energy and Development

BTM ConsultBTM ConsultAno Penetração Novas Capac.

MWCapac. Acum.

MW

ProduçãoAnualTWh

DemandaMundial

TWhPenetração %

1999 3,120 13,273 29.1 14,919 0.20%2000 3,744 17,017 37.3 15,381 0.24%2001 4,493 21,510 47.1 15,858 0.30%2002 5,391 26,901 58.9 16,350 0.36%2003

20%

6,470 33,371 73,1 16,857 0.43%2004 8,411 41,782 91.5 17,379 0.53%2005 10,934 52,716 115.4 17,918 0.64%2006 14,214 66,930 146.6 18,474 0.79%2007 18,478 85,408 187.0 19,046 0.98%2008 24,021 109,429 268.4 19,937 1.35%2009 31,228 140,657 345.0 20,245 1.70%2010

30%

40,596 181,253 444.6 20,873 2.13%2011 48,715 229,968 561.0 21,445 2.62%2012 58,458 288,426 707.4 22,033 3.21%2013 70,150 358,576 879,5 22,636 3.89%2014 84,180 442,756 1,085.9 23,256 4.67%2015

20%

101,016 543,772 1,333.7 23,894 5.58%2016 111,117 654,889 1,606.2 24,548 6.54%2017 122,229 777,118 1,906.0 25,221 7.56%2018 134,452 911,570 2,235.8 25,912 8.63%2019

10%

147,897 1,059,467 2,598.6 26,622 9.76%2020 150,000 1,509,467 2,966.5 27,351 10.85%2030 150,000 2,545,232 6,242.7 33,178 18.82%2040 150,000 3,017,017 7,928.7 38,508 20.59%

Cenário Mundial de 10% de Energia Eólica em 2020

Investimentos até 2020US$ 721 bilhões ⇒ 1.200 GWEólicos

Custo Médio de Investimento1999 ⇒ US$ 975/kW2020 ⇒ US$ 556/kW

Potência Total Instalada1999 ⇒ 14 GW2020 ⇒ 1500 GW

1.7 milhões de empregos até 2020

Redução total de 4757 milhões de t. de CO2

O Futuro das Fontes Renováveis de Energia

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A Energia Eólica no Brasil

Estado Atual das Aplicações Eólicas no Brasil

Usina da Taíba – 5 MW(10x 500kW)São Gonçalo de Amarante – CE

0.03% da potência instalada0.03% da potência instalada

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Usinas Outorgadas pela ANEEL

14% da potência instaladaprevista

14% da potência instaladaprevista

Primeiros Projetos Eólicos no Brasil

Protótipo nº 1 de 5kW com 8 m de diâmetroIEA-CTA 1980 - Barreira do Inferno - RN

Detalhe do modelo de 100kW do Projeto DEBRA (CTA - DFVLR) instalado no Campo de Testes de

Schnittlingenem - Alemanha em 1984

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Projetos Eólicos na Ilhade Fernando de Noronha

Turbina Vestas 225kW (2000)

Folkcenter 75kW (1992)

Sistema Híbrido Solar-Eólico-Dieselda Vila de Joanes - PA (1995)

NREL / CEPEL / CELPANREL / CEPEL / CELPA

COMPONENTES CAPACIDADE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Geração Fotovoltaica 10.2kWp Mód. de Silício Mono.. M55 - 53Wp

Geração Eólica 40kW 4 Turbinas Eólicas – Bergey Wind Power

Banco de Baterias 400kWh Bat. Seladas – Reguladas à Válvula -2V/1000Ah

Controle e Monitoração -----Controladores Lógicos Programáveis a

Computador - "WONDERWARE"

Conversor Rotativo 52.5kW Alternador, motor

Subestação 75kVA Transformador, Proteção

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Usina Eólio-Elétrica Experimentalde Morro do Camelinho - MG (1994)

Características do Sistema

•4 Turbinas Eólicas TACKE - 250kW •Rotor de eixo horizontal •3 pás de 26 metros de diâmetro •Torre tubular cônica de 30 m de altura •Gerador elétrico assíncrono de polos chaveados,

•Geração de 80/250 kW •Rotação de 900/1200 rpm •Tensão 380 V trifásico, 60Hz

•Velocidade do vento •Nominal : 14m/s •Partida: 3m/s •Corte: 25m/s •Sobrevivência: 60m/s

(51%) (51%) -- Programa EldoradoPrograma Eldorado++

(49%) (49%) -- CEMIGCEMIG

Projeto Eólico do Mucuripe - CE (1995)

(44%) (44%) -- Gov. Gov. AlemãoAlemão/ / Programa EldoradoPrograma Eldorado++

(28%) Gov. do (28%) Gov. do CearáCeará/COELCE/COELCE++

(28%) (28%) -- CHESFCHESF

Características do Sistema

•4 Turbinas Eólicas TACKE - 300kW •Rotor de eixo horizontal •3 pás de 33 m de diâmetro •Torre tubular cônica de 40 m de altura •Gerador elétrico assíncrono trifásicos,

•Geração de 100/300 kW •Rotação de 900/1200 rpm •Tensão 400 V trifásico, 60Hz

•Velocidade do vento •Nominal : 14m/s •Partida: 3m/s •Corte: 25m/s •Sobrevivência: 60m/s

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Usina Eólica de Taiba e Prainha - CE (1999)

Usina da Prainha – 10 MW (20x 500kW)Aquiráz – CE

Usina da Taíba – 5 MW(10x 500kW)São Gonçalo de Amarante – CEProjeto Wobben Windpower Projeto Wobben Windpower ((BrasilBrasil))

Usina Eólica de Palmas - PR (1999)

Usinas Eólicas do Paraná2.5 MW(5x 500kW)

Palmas - PR

Fases para os próximos investimentos em energia eólica no Paraná

1º Fase 2º Fase 3º Fase

ObjetoUma usina de 2.5 MW,

em Palmas Mais 9.5 MW em Palmas 50 MW por ano, entre2000 e 2002

Fornecimento7,000 MWh/ano por 20

anos33,600 MWh/ano por 20

anos Em estudos

EquipamentoCinco turbinas eólicas

modelo Enercon/WWpE-40/br

19 turbinas eólicasmodelo Enercon/WWp

E-40/brEm estudos

Investimento US$ 3 milhões, na 1º fase - -

(70%) (70%) -- Wobben Wobben Wind Power (Wind Power (BrasilBrasil) ) ++

(30%) COPEL(30%) COPEL

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Análise de Viabilidade Técnica

Fatores de Influência no Regime dos Ventos

•A variação da velocidade com a altura;•A rugosidade do terreno, que é caracterizada pela vegetação, utilização da terra e construções;•Presença de obstáculos nas redondezas;•Relevo que pode causar efeito de aceleração ou desaceleração no escoamento do ar

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Variação da velocidade com a altura

n

rr z

zzVzV

= )()(

onde:

V(zr) = Velocidade na altura de referência zrV(z) = Velocidade na altura desejada zzr = Altura de referênciaz = Altura desejadan = Parâmetro diretamente associado à rugosidade da superfície

Descrição do terreno Fator n

Superfície lisa, lago ou oceano 0.10Grama baixa 0.14Vegetação rasteira (até 0.3m), árvores ocasionais 0.16Arbustos, árvores ocasionais 0.20Árvores, construções ocasionais 0.22 –0.24Áreas residenciais 0.28 – 0.40

Lei da Potência

Variação da Velocidade com a Altura

onde:

V(zr) = Velocidade na altura de referência zrV(z) = Velocidade na altura zzr = Altura de referênciaz = Altura desejadaz0 = Comprimento de rugosidade do local

Lei Logarítmica

=

0

0

ln

ln

)()(

zzzz

zVzVr

r

21

Influência da Rugosidade do Terreno

),max('

'.9.01

'ln

'

02010

000

zzz

zx

zh

zh

=

=

−

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.20.3

0.5

0.03

0.05

0.005

0.0003

Cidades, Florestas

Periferia

Área abrigadaVárias árvores/arbustos

Planície muito cultivada

Planície pouco cultivada

Planície com algumasconstruções, árvores, etc

Áreas de pista de aeroporto comconstruções e árvores

Solo Exposto

Superfície de gelo

Superfície de areia

Superfície de água (lagos, mar etc.)

0

1

2

3

Z0 [m] Característica da superfícieClasse de

Rugosidade

Classe 0

Classe 1

Classe 2

Classe 3

22

Representação Estatística dos Ventos

0

2

4

6

8

10

12

0:00

1:50

3:40

5:30

7:20

9:10

11:0

0

12:5

0

14:4

0

16:3

0

18:2

0

20:1

0

22:0

0

23:5

0

Horário

Vel

. (m

/s)

-- velocidade média;velocidade média;σσ -- desvio padrão;desvio padrão;g(v)g(v) -- função de probabilidade.função de probabilidade.

Representação Estatística dos Ventos

Distribuição de WeibullDistribuição de Weibull

−

=

− kk

cV

cV

ck

Vg exp.)(1

k = fator de forma da distribuição dos ventos;

c = fator de escala ou a velocidade média dos ventos

e 1

1

086,1−

=

+Γ

=V

k

k

Vc

σ

+k1

1onde Γ é a função gama de argumento

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Ferramentas ComputacionaisWAsP - Wind Atlas Analysis and Application Program

Regime de Ventos Livre da Influência da Superfície(“dados limpos”)

Regime de Ventos Livre da Influência da Superfície(“dados limpos”)

RUGOSIDADEDados: Classificação do Terreno


OBSTÁCULOSDado: Dimensões e Posição dos Obstáculos


OROGRAFIADados: Curvas de Nível da Região


DADOS DE VENTODAS ESTAÇÕES

METEOROLÓGICAS

DADOS DE VENTODAS ESTAÇÕES

METEOROLÓGICAS

REGIME DOSVENTOS NUM DADO SÍTIO

REGIME DOSVENTOS NUM DADO SÍTIO







Dados Anemométricos - Região NorteLOCALIZAÇÃO WEIBULL

nº ESTAÇÃOANEMOMÉTRICA. UF PROPRIETÁRIO

LONG. LAT.Vel Média

[m/s] “c” “k”1 AJURUTEUA PA CEPEL 46.700 1.140 6.71 7.280 5.3602 ALGODOAL PA CEPEL 47.500 0.800 5.28 5.930 2.8703 CHAVES PA CEPEL 50.000 0.200 5.60 6.230 3.5204 SOURE PA CEPEL 48.600 0.700 5.63 6.230 3.8005 VISEU PA CEPEL 46.200 1.180 3.75 4.210 2.6906 GOIABAL AP CEPEL 51.000 -2.900 5.05 5.710 2.0807 AGUA FRIA RR CEPEL 60.500 -5.000 5.48 6.130 2.9808 TEPEQUEM RR CEPEL 61.800 -3.800 4.04 4.560 2.0909 SALINÓPOLIS PA ELETRONORTE 47.100 0.800 4.95 5.510 3.430

AjuruteuaAjuruteua

24

Curva de Potência das Turbinas

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Velocidade doVento [m/s]

Pot

ênci

a[k

W]

E-40 500kW (Enercon)

Vel (m/s) Pot (kw)2.44 1.143.01 4.373.50 10.643.98 18.874.53 29.775.00 40.395.50 52.856.00 69.366.49 88.027.00 112.197.48 134.678.01 165.388.50 197.089.00 236.899.49 279.46

10.02 328.0010.49 362.9310.97 396.6411.50 435.2712.00 465.1512.51 483.6313.01 495.9513.48 503.3113.97 504.2014.55 505.1514.96 506.0215.53 507.6716.04 507.6316.98 508.0117.39 508.5118.01 508.9818.53 508.1418.80 508.1919.42 507.8520.24 507.8220.50 507.88

CURVA DE POTÊNCIA

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Pot

ênci

a[k

W]

NM 750-200 (Neg Micon)

Curva de Potência das Turbinas

Vel (m/s) Pot (kw)3.48 4.414.01 16.684.50 33.794.99 50.415.50 68.236.01 89.776.51 122.107.00 159.107.50 198.707.99 247.408.48 294.309.01 347.609.49 393.409.98 446.20

10.49 499.4010.97 543.8011.47 591.5011.99 640.2012.49 680.5013.00 712.4013.49 735.5013.99 751.9014.50 767.5014.97 774.6015.47 774.2016.01 769.2016.52 761.1017.03 749.7017.51 735.1017.99 715.5018.62 706.3018.94 697.2019.44 692.9019.95 683.3020.45 652.80

CURVA DE POTÊNCIA

25

0

100

200

300

400

500

600

700


Pot

ênci

a[k

W]

V47-660/220 kW (Vestas)

Curva de Potência das TurbinasVel (m/s) Pot (kw)

3.03 1.183.51 5.284.01 19.134.51 33.925.02 52.565.50 72.076.00 93.286.50 118.307.01 156.907.51 196.507.99 239.108.51 284.708.99 327.509.49 380.30

10.00 425.4010.49 468.2011.02 514.0011.46 549.7011.95 587.6012.44 614.7012.92 630.9013.46 647.3014.02 654.2014.48 658.4014.97 659.7015.43 660.3016.09 661.3016.48 661.4017.01 661.4017.52 661.3018.10 661.40

CURVA DE POTÊNCIA

Cálculo da Energia Produzida

EnergiaMWh/ano

EnergiaMWh/ano

0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17Velocidade Média [m/s]

Freq

üênc

ia Estaçãojh = 10m

cj kj

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Velocidade do Vento [m/s]

Pot

ênci

a [k

W]

Curva de Potênciada Turbina Eólica

0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17Velocidade Média [m/s]

Freq

üênc

ia Estaçãojh’ = Altura do rotor

c'j k’j

26

Produção Energética

8760*.nom

ano

PEpFC =

As Leis no Brasil para o Desenvolvimentoda Energia Eólica

27

Produtor Independente e AutoprodutorDecreto nº 2003 de 10 de setembro de 1996

I – Produtor Independente de Energia Elétrica, a pessoa jurídica ou empresas reunidas em consórcio que recebam concessão ou autorização para produzir energia elétrica destinada ao comércio de toda ou parte da energia produziada, por sua conta e risco;

II – Autoprodutor de Energia Elétrica, a pessoa física ou jurídica ou empresas reunidas em consórcio que recebam concessão ou autorização para produzir energia elétrica destinada ao seu uso exclusivo.

Utilização da CCC para Fontes AlternativasResolução ANEEL nº 245/1999

⇒ Assegurar a oferta de energia em regiões de renda e densidade de carga baixas;

⇒ Uso de fontes renováveis para geração de energia elétrica em substituição aos combustíveis fósseis;

⇒ Redução dos riscos ambientais envolvidos no transporte e operação dos combustíveis fósseis;

⇒ Redução dos dispêndios da CCC.

Principais Objetivos:

28


)**1000(** TEHPCKECV iii −= ρ

• Energia Considerada (EC) – menor valor entre ER e EV;• Energia Verificada (EV) – média da geração nos últimos 12 meses;• Energia de Referência (ER) – estabelecida pela ANEEL e publicada anualmente; revisada anualmente a pedido do interessado, caso necessário;• Tarifa de Equivalente Hidráulico (TEH) – publicada pela ANEEL;• Fator de Desconto (K) – depende da data de entrada em operação

(até o final de 2007 – K=0,9; a partir de 2008 – K=0,7);• Consumo Específico (ρ) – Consumo específico igual ou abaixo dos valores de referência (óleo diesel 0,30 l/kWh, óleo combustível 0,38 kg/kWh e novos mercados 0,34 l/kWh);• Preço CIF do Combustível (PCi).

A estrutura de compensação


• Número máximo de mensalidades (PCHs: 72, outras fontes: 96);

• Solicitação: até 30 de junho do ano anterior à entrada em operação;

• Mudança do fator de desconto (K): dezembro de 2007;

• Interrupção com suspensão do pagamento das parcelas: 60 dias.

Prazos de uso dos recursos da CCC

• Findar o prazo de vigência da CCC em maio de 2013;

• Valor dos pagamentos previstos atingir 75% dos custos de implantação do projeto

Interupção do pagamento das mensalidades

29

Valores NormativosResolução ANEEL nº 233/1999

Valor NormativoFonte

R$/MWh US$/MWhCompetitiva 57,20 32,40Termelétrica a Carvão Nacional 61,80 35,01Pequena Central Hidrelétrica 71,30 40,39Termelétrica Biomassa 80,80 45,77Eólica 100,90 57,15Solar Fotovoltáica 237,50 134,53

A estrutura de reajuste

++=

i

ii

i

ii

i

iii IVC

IVCK

COMBCOMB

KIGPMIGPM

KVNVNi0

13

0

12

0

110 ****

• IGPM = índice geral de preços ao mercado – Fonte : Fundação Getúlio Vargas

• COMB = preço internacional de combustíveis – Fonte : Publicações ARGUS US Products Report e Platt’s Oilgram U.S. Marketscan

• IVC = cotação de venda do dólar norte-americano – Fonte : Banco Central do Brasil

• K1+K2+K3=1

• K2+K3<0,7

Valores Normativos de Junho de 1999

Valores NormativosResolução ANEEL nº 22/2001

A estrutura de reajuste

++=

i

ii

i

ii

i

iii IVC

IVCK

COMBCOMB

KIGPMIGPM

KVNVNi0

13

0

12

0

110 ****

• IGPM = índice geral de preços ao mercado – Fonte : Fundação Getúlio Vargas

• COMB = preço internacional de combustíveis – Fonte : Publicações ARGUS US Products Report e Platt’s Oilgram U.S. Marketscan

• IVC = cotação de venda do dólar norte-americano – Fonte : Banco Central do Brasil

• K1+K2+K3=1

• K2 = 0 (para energia eólica)

Valores Normativos de Fevereiro de 2001

30

Programa Emergencial de Energia EólicaPROEÓLICO

I – Viabilizar a implantação de 1.050 MW, até dezembro de 2003, de geração de energia elétrica a partir de fonte eólica, integrada ao sistema elétrico interligado nacional;II – Promover o aproveitamento da fonte eólica de energia, como alternativa de desenvolvimento energético, econômico, social e ambiental;III – promover a complementariedade sazonal com os fluxos hidrológicos nos reservatórios do sistema interligado nacional.

Objetivos:

a)para os projetos implementados até 31 de dezembro de 2001 – 1,200 x VC;b)para os projetos implementados até 31 de março de 2002 – 1,175 x VC;c)para os projetos implementados até 30 de junho de 2002 – 1,150 x VC;d)para os projetos implementados até 30 de setembro de 2002 – 1,125 x VC;e)para os projetos implementados até 31 de dezembro de 2002 – 1,100 x VC;

Incentivos:

Resolução nº 24 da Câmara de Gestão da Crise – Julho/2001

Análise de Viabilidade Econômica

31

Distribuição dos Custos Iniciaisde um Projeto Eólico

Custos Iniciais de ProjetoCustos Iniciais Custos Iniciais de de ProjetoProjeto

Estudo de ViabilidadeEstudo de Viabilidade

Custo de EquipamentosCusto de EquipamentosNegosciações e ParceriasNegosciações e Parcerias

Levantamento dos custose projetos de engenharia


Instalação e Infra-estruturaInstalação e Infra-estrutura

Despesas DiversasDespesas Diversas



Estudo de ViabilidadeEstudo de Viabilidade •Investigação de locais•Avaliação do pot. Eólico•Avaliação ambiental•Projetos preliminares•Detalhamento dos custos•Relatórios•Projeto gerencial•Viagens•Outros

32


Negociações e ParceriasNegociações e Parcerias


•Power Purchase Agreement•Permissões e aprovações•Direito ao uso da terra•Projeto de financiamento•Suporte legal e contábil•Viagens•Outros





•Estudo de micro-siting•Projeto mecânico•Projeto elétrico•Projeto de obras civis•Orçamentos e contratos•Supervisão de construção•Outros

33


Instalação e Infra-estruturaInstalação e Infra-estrutura


•Fundações•Instalação•Construção de vias de acesso•Construção de linhas de transmissão•Outros


Custo de EquipamentosCusto de Equipamentos

Despesas DiversasDespesas Diversas


•Turbinas eólicas•Reservas de custo•Transporte•Outros

•Treinamento•Contingências•Seguros•Outros

34

Distribuição dos Custos de Manutenção e Operação

Custos em O&MCustosCustos em em O&MO&M

Custos geraise administrativos

Custos geraise administrativos

Custos de uso da terraCustos de uso da terra

Manutenção nas linhasde transmissão

Manutenção nas linhasde transmissão

Manutenção preventivanos equipamentos

Manutenção preventivanos equipamentos

ContingênciasContingências

Metodologia Utilizada

••Custos IniciaisCustos Iniciais(custos adicionais em relação ao preço da turbina)(custos adicionais em relação ao preço da turbina)::• 15% - Custos baixos• 30% - Custos médios• 40% - Custos altos

•• Vida útil: 20 anosVida útil: 20 anos

•• Custos com importação:Custos com importação:• Custos com Frete: DM$ 200,00/t.• Seguro: 1% sobre o preço da turbina

35

Metodologia Utilizada

•• Impostos:Impostos:

• II - 3% (Preço CIF)• IPI - 5 % (Preço CIF)• ICMS - 18% (Preço CIF)

Custos das Turbinas Eólicas Analisadas

Custo das turbinas*Modelo

Pot.(kW) DM$ US$ R$

US$/kW

ENERCON E30 200 418,000.00 193,858.16 379,962.00 969.3NORDEX N-29 250 430,000.00 199,423.47 390,870.00 797.7AN BONUS 300 kW 300 595,000.00 275,946.43 540,855.00 919.8ENERCON E40 500 848,000.00 393,281.63 770,832.00 786.6NEG MICON NM 750 750 1,178,500.00 546,559.44 1,071,256.50 728.7VESTAS V47 – 660 kW 660 1,140,000.00 528,704.08 1,036,260.00 801.1NORDEX N-60 1.3 1300 2,110,000.00 978,566.33 1,917,990.00 752.7ENERCON E66 15.66 1500 3,005,000.00 1,393,645.41 2,731,545.00 929.1SÜDWIND S-70 1500 2,850,000.00 1,321,760.20 2,590,650.00 881.2

* Cotações em dez-2000 (US$ = R$ 1.96) (DM$ = R$ 0,909)

36

Investimentos em Projetos EólicosParque Eólico de Potência Instalada de 15 MW

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

ENERCON E30200kW

NORDEX N-29 AN BONUS 300kW

ENERCON E40500 kW

NEG MICONNM 750/44

VESTAS V47 -660 kW

NORDEX N-601.3 MW

ENERCON E6615.66

SÜDWIND S-70

(R$

milh

ão)

15% 30% 40%

Parque Eólico de Potência Instalada de 50 MW

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

ENERCONE30 200kW

NORDEX N-29

AN BONUS300 kW

ENERCONE40 500 kW

NEG MICONNM 750/44

VESTAS V47- 660 kW

NORDEX N-60 1.3 MW

ENERCONE66 15.66

SÜDWIND S-70

(R$

milh

ão)

15% 30% 40%

Parque Eólico de Potência Instalada de 100 MW

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

ENERCONE30 200kW

NORDEX N-29

AN BONUS300 kW

ENERCONE40 500 kW

NEG MICONNM 750/44

VESTAS V47- 660 kW

NORDEX N-60 1.3 MW

ENERCONE66 15.66

SÜDWIND S-70

(R$

milh

ão)

15% 30% 40%

15 MW

100 MW

50 MW

40

Potencial Eólico Bruto para V> 7 m/s

Conclusões e Recomendações

“A criação e a aplicação de leis que possibilitam novos projetos em energia eólica são instrumentos que tornam o uso do vento uma das mais importantes alternativas energéticas que, além de possibilitar uma rápida penetração no fornecimento de energia, também garante uma geração limpa e ecologicamente “bem-vinda”!

“Toda a tecnologia está pronta e é capaz de superar os desafios de novos projetos; trata-se apenas de vontade política e conscientização da sociedade para que o mercado eólico cresça com sucesso na contribuição do fornecimento de uma energia limpa, eficiente e inesgotável.”

41

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