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6ª aula 12- Energias Renováveis Fontes Alternativas de Energia ENERGIA SOLAR CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Profª Drª Maria de Fátima.

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1 6ª aula 12- Energias Renováveis Fontes Alternativas de Energia ENERGIA SOLAR CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Profª Drª Maria de Fátima Ribeiro Raia

2 2 Fonte: PUC Rio 2

3 Solar Térmico - Geração de calor em coletores solares - Potencial de difícil quantificação, mas de ordem significativa - Custo de Instalação:US$ 3.500/kW Solar Fotovoltaica - Potencial 14,3 GW (Kasay e Legey, 2003) - Custo geração: US$ 750,00/MWh (desvantagem) - Custo de instalação:US$ 7.000/kW a US$ /kW c/ trocas de baterias - radiação solar utilizada diretamente como fonte de energia térmica - aquecimento de fluidos e ambientes - geração de potência mecânica ou elétrica ENERGIA SOLAR 3

4 4 MAPA SOLARIMÉTRICO DO BRASIL

5 5 Fonte: European Photovoltaic Industry Association (EPIA), 2012 MUNDO ,4 GW

6 6 mercado mundial de PV cresceu 27.4 GW in 2011 outra fonte Fonte: PV market report, 2012 Marketbuzz®

7 77 TIPOS E APLICAÇÕES DA ENERGIA SOLAR

8 8 ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA (GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA)

9 9 CÉLULAS SOLARES de SILÍCIO MONOCRISTALINO (UM ÚNICO CRISTAL) mais utilizadas eficiência elétrica de 15% a 18%, em lab. 23%; técnicas de produção são complexas e caras; necessita uma grande quantidade de energia no seu fabrico; utiliza materiais em estado muito puro e com uma estrutura de cristal perfeita;

10 10 com AR CÉLULAS de SILÍCIO POLICRISTALINO AR – camada anti-reflexiva com AR sem AR custo de produção inferior por necessitarem de menos energia no seu fabrico; rendimento elétrico inferior (entre 11% e 13%, obtendo-se até 18% em laboratório); redução de rendimento é causada pela imperfeição do cristal, devido ao sistema de fabrico. Ispra - Itália

11 11 tecnologia promissora, que consiste na deposição de camadas muito finas de ligas de silício sobre diversos tipos de material (p. ex. plásticos); a estrutura dos átomos apresenta alto grau de desordem, comparado com a estrutura cristalina; processo de fabricação relativamente simples e barato, baixo consumo de energia na produção; possibilidade de fabricação de células com grandes áreas, uso na arquitetura; rendimento 8% a 10%, ou 13% em laboratório; apresenta degradação com a luz, reduzindo a eficiência nos primeiros 6 a 12 meses, reduzindo a vida útil; forte tecnologia para sistemas fotovoltaicos de baixo custo. CÉLULAS DE SILÍCIO AMORFO (filme fino)

12 12 CÉLULAS DE DISELENIETO DE COBRE e ÌNDIO (CIS) filme fino cor preta e formato a escolher; eficiência de 7,5 a 9,5%; não se degrada com a indução da luz; o composto CIS pode formar uma liga com o Cádmio e/ou Enxofre; instabilidades em ambientes quentes e úmido, usar boa selagem contra umidade. Heilbron - Alemanha

13 13 CÉLULAS DE TELURIETO DE CÁDMIO (CdTe) filme fino; cor preta e formato a escolher; eficiência de 6 a 9%; não se degrada com a indução da luz; cor: refletividade de verde escuro a preto; tal como a CIS tem a possibilidade de redução de custo com a produção em massa; o Cádmio apresenta grande toxidade na sua condição de gás (processo produtivo). (PONTO NEGATIVO)

14 14 CONCEITOS DE NOVAS CÉLULAS SOLARES Células nanocristalinas sensibilizadas com corantes - o material básico da Célula de Grätzel (prof. Suiço em 1991) é o semicondutor de dióxido de titânio ( TiO 2 ) produção ainda limitada com 5% de rendimento; rendimento em laboratório 12%; rendimento aumenta com a elevação da temperatura.

15 15 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Isolado Conectado à rede

16 16 Sistema de Geração Fotovoltaica de Energia Elétrica SISTEMA ISOLADO – não conectado à rede Fonte: CRESESB

17 17 (a) toda energia gerada pelo sistema FV é injetada na rede da concessionária, e toda energia consumida pela edificação é comprada também da concessionária. (b) o sistema FV alimenta as necessidades da edificação, total ou parcial, fornecendo o excedente de produção para a rede da concessionária. Modelos de Conexão de um Sistema Fotovoltaico à rede:

18 18 VANTAGENS DA GERAÇÃO SOLAR fonte inesgotável; a energia solar não polui durante seu uso; poluição na fabricação dos componentes necessários para a construção dos painéis solares é controlável; as centrais necessitam de manutenção mínima; os painéis solares são a cada dia mais potentes ; ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo.

19 19 DESVANTAGENS E IMPACTOS AMBIENTAIS DA GERAÇÃO SOLAR um painel solar consome uma quantidade muito grande de energia para ser fabricado; impactos ambientais na produção dos painéis (elementos químicos), quando não for controlada; impacto visual os preços são muito elevados em relação às outras formas de energia; existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação atmosférica (chuvas, neve); a noite não produz; necessita de armazenamento se não houver interligação a rede.


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