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Centro Brasileiro de Energia Eólica Energia Eólica no Brasil: Situação atual e Perspectivas Centro Brasileiro de Energia Eólica Recife – PE www.eolica.com.br.

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1 Centro Brasileiro de Energia Eólica Energia Eólica no Brasil: Situação atual e Perspectivas Centro Brasileiro de Energia Eólica Recife – PE Everaldo Alencar Feitosa Sustentabilidade na Geração e uso de Energia no Brasil: Os próximos 20 anos.

2 Centro Brasileiro de Energia Eólica Turbinas de Grande Porte Características:  Potência: 500kW – 2000kW  Controle: microprocessador  Conexão com rede elétrica Turbinas de Pequeno Porte Características:  Potência: 100W – 50kW  Controle: mecânico  Independente da rede elétrica Turbina Eólica de Pequeno Porte X Turbina Eólica de Grande Porte

3 Centro Brasileiro de Energia Eólica Centrais Eólicas

4 Centro Brasileiro de Energia Eólica 0.3MW - FN/PE 0.3MW - PE 10 MW - CE 5 MW - CE 1,2 MW - CE 2,5 MW - PR 1 MW - MG Em operação: Em operação: 20,3 MW Localização de Projetos Eólicos no Brasil

5 Centro Brasileiro de Energia Eólica Centrais Eólicas

6 Centro Brasileiro de Energia Eólica Centrais Eólicas

7 Centro Brasileiro de Energia Eólica Rosa dos ventos Local: Olinda-PE (CBEE) Velocidade de vento Meteorologia Eólica Dados de vento - anemógrafo computadorizado

8 Centro Brasileiro de Energia Eólica Wind Analysis Diagrams (60 meters) Average hourly wind speed Diurnal wind speed variation Hour Average wind speed (m/s) Day Average wind speed (m/s) hourly daily

9 Centro Brasileiro de Energia Eólica Wind Analysis Wind DirectionWind Speed Frequency Distribution

10 Centro Brasileiro de Energia Eólica Meteorologia Eólica WANEB - Wind Atlas of Northeast of Brazil > < 5.0 Velocidade do vento em m/s, à 50m de altura. > < 5.5 > < 7.0 > < 4.5 > < 3.5 Topografia favorável Terreno Plano Litoral Mar aberto Terreno Obstáculos

11 Centro Brasileiro de Energia Eólica Potencial Disponível, P = f t x P e = MW Fator de Turbulência, f t =1 % Potencial Energético Bruto, P e = f s x P t = 0.6 TW Fator de Uso do Solo, f s =50 % Potência Total, P t = DP x Área (NE) = 1.2 TW Densidade de Potência, DP = ½   malha [W/m 2 ] Modelo atmosférico de mesoscala MM5 (simulações realizadas pelo CBEE) Potencial Eólico Análise de potencial eólico - medidas e simulações – Atlas Eólico

12 Centro Brasileiro de Energia Eólica Energia Eólica e Geração Hidrelétrica Região Nordeste e o dilema do uso da água

13 Centro Brasileiro de Energia Eólica Proeólica Programa Emergencial de Geração de Energia Eólica  1050 MW até 2003  PPA - Contrato de compra de eletricidade (15 anos): Eletrobrás  Prêmio: Adicional variável em função do início de operação (máx. 20%)

14 Centro Brasileiro de Energia Eólica PROEÓLICA MW PROINFRA: MW Energia Renovável

15 Centro Brasileiro de Energia Eólica

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17 The Top-10 Markets in the World Germany USA Spain Denmark India Netherlands UK Italy R.P.China Greece MW Source: BTM Consult ApS - March EWEA Brazil

18 Centro Brasileiro de Energia Eólica  Potência Total Instalada : ± MW  Introduzir 10% Eólica até 2010: ± MW  Capacidade total Instalada no Brasil: ± MW Mercado Europeu - Energia Eólica Portugal: Espanha: Alemanha: Itália: R$ 180,00 / MWh R$ 170,00 / MWh R$ 175,00 / MWh R$ 225,00 / MWh Externalidades (ambiente, saúde, etc.) Externe, vol 10, EUR 18528, 1999 GÁS 20 Euro / MWh CARVÃO 50 Euro / MWh Aspectos Econômicos União Européia

19 Centro Brasileiro de Energia Eólica  Combustível gratuito;  Independe de instabilidades políticas e econômicas;  Curto prazo de implantação. Energia Eólica Brasil: US$ / MWh Gás Natural Brasil: restrições ambientais ??  Combustível dolarizado; tendência de aumento  Depende de instabilidades políticas e econômicas;  Médio - longo prazo de implantação. Aspectos Econômicos Brasil

20 Centro Brasileiro de Energia Eólica Change in coal market shares (%)

21 Centro Brasileiro de Energia Eólica Change in natural gas market shares(%)

22 Centro Brasileiro de Energia Eólica Change in nuclear market shares (%)

23 Centro Brasileiro de Energia Eólica Sistemas Isolados Sistema Híbrido Eólico – Diesel CCC – Subsídio ao Diesel em sistemas isolados +/- R$ 500 milhões / ano Confiabilidade na tecnologia

24 Centro Brasileiro de Energia Eólica Maior sistema híbrido eólico/diesel da America do Sul Características:  Torre: tubular de 30m de altura  Rotor: fibra de vidro/poliester, 27m diametro  Controle de potência: ângulo de passo (pitch)  Geradores: 225kW/50kW assíncrono Fernando de Noronha/PE Projeto CBEE / ANEEL

25 Centro Brasileiro de Energia Eólica Maior sistema híbrido eólico/diesel da America do Sul  Geração de 20 – 25 % da eletricidade  Operacional desde Agosto de 2001  Sistema especial de controle – Continente via satélite  Instrumentação completa Fernando de Noronha/PE Projeto CBEE / ANEEL

26 Centro Brasileiro de Energia Eólica Otimização de turbinas eólicas tendo em vista as condições de vento no Brasil Médio – Longo Prazo

27 Centro Brasileiro de Energia Eólica Otimização de um rotor Ponto de Vista Econômico - Projeto que produz o maior lucro em uma vida útil típica de 20 anos. Ponto de Vista Energético (Técnico??) - Projeto que, para um dado diâmetro de rotor, produz o máximo de energia por ano. Nem sempre as modificações técnicas ótimas são viáveis economicamente. (Ex: Cargas, fadiga, custos de fabricação, etc.). OTIMIZAÇÃO SaídaEntrada - Velocidade de Vento - Dados do Aerofólio escolhido ( a (otim),C L (otim), C D (otim) ) - Velocidade Angular de rotação - Diâmetro do Rotor - Distribuição de ângulo ao longo da pá - Twist - Distribuição da corda ao longo da pá

28 Centro Brasileiro de Energia Eólica Características aerodinâmicas Corte transversal de uma pá  = ângulo de incidência (rotor)  = ângulo de ataque (perfil)  = ângulo de passo (local pitch/ global pitch) Perfil LM22 a (ótimo) = Máximo C L / C D Plano de rotação

29 Centro Brasileiro de Energia Eólica Curva 1 (Brasil):  Ventos com velocidade e direção bem definidos (Alta concentração em torno da velocidade predominante)  Densidade do ar mais baixa. (  = 1,17 kg/m 3 – Nordeste) Curva 2 (Europa):  Ventos com grandes variações de velocidade e direção  Densidade do ar mais alta. (  = 1,225 kg/m 3 – Dinamarca) K=2 K=4 Ventos Diferentes

30 Centro Brasileiro de Energia Eólica Exemplo de Otimização Turbina Eólica Nordtank 500/41 instalada na Dinamarca. Otimizada para as condições de um site brasileiro.

31 Centro Brasileiro de Energia Eólica Distribuição da corda Comparação entre a distribuição da corda inicial e otimizada para a turbina eólica Nordtank 500.

32 Centro Brasileiro de Energia Eólica Distribuição do ângulo de passo -Twist Comparação entre a distribuição do ângulo de passo “twist” e otimizada para a turbina eólica Nordtank Raio (m) Twist (graus) InicialSLPMFDSGA

33 Centro Brasileiro de Energia Eólica Resultados Turbina Original (Instalada no Brasil) X Turbina Otimizada (Instalada no Brasil)

34 Centro Brasileiro de Energia Eólica Resultado Financeiro

35 Centro Brasileiro de Energia Eólica Europa Centrais Eólicas Off-shore European Wind Energy Association MW em 2020 incluindo off-shore Otimização para turbinas off- shore (condições especiais)

36 Centro Brasileiro de Energia Eólica Importante 1 - Brasil – Potencial de energia eólica superior a MW Curto Prazo: MW MW até Aspectos Econômicos - Custos Ambientais de Gás/Diesel não são pagos pelos produtores e consumidores (coletividade nacional !) 3 - Participação de Industrias Nacionais Indústria Metal Mecânica Indústria Eletro-Eletrônica Infra-estrutura Civil Rotor 10 % 50 % 20 % 4 - Dilema do uso da água/Nordeste Complementariedade entre os regimes hídricos e dos ventos Reservatórios – baterias hipotéticas Investimentos

37 Centro Brasileiro de Energia Eólica Importante 5 - Decisão política em favor de Eólica PROEÓLICA – MW PROINFRA – MW Contratos de compra de eletricidade – PPA (15 anos) US$ Curto prazo de implantação Ex: Projeto de 100 MW - 9 a 12 meses Mais rápido que térmica - Emergencial? 7 - Penetração Eólica na rede existente - desmistificação! 30% Nordeste: MW!!! 8 - Novas estratégias de definição / prioridade de linhas de transmissão Transmissão dinâmica – vários usuários, produtores, armazenamento, controle inteligente Transmissão estática – centrais de grande porte para consumidores

38 Centro Brasileiro de Energia Eólica


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