Universidade Federal do CearáCampus de Sobral Curso de Engenharia Elétrica Sistemas Híbridos Prof. Nelber Ximenes Melo Sumário • • • • • • • Introdução Principais aplicações Componentes de um sistema híbrido Aspectos de projeto Vantagens e desvantagens Conclusão Referências Bibliográficas módulos fotovoltaicos. geração diesel. com o objetivo de fornecer eletricidade a uma determinada carga ou conjunto de cargas.Introdução • Definição: Sistemas híbridos de energia são aqueles que utilizam diversas fontes de geração de energia como. por exemplo: turbinas eólicas. de forma isolada ou interligada à rede garantindo maior confiabilidade devido a eventual complementaridade entre as fontes . etc. células combustíveis. Introdução • Panorama mundial – mudança do modelo predominantemente fóssil-nuclear para o modelo de “energia limpa e renovável” – tendência da GD – melhoria e barateamento da tecnologia de fontes alternativas . sertão. ilhas .Introdução • Panorama brasileiro – proposta de universalização do fornecimento de energia elétrica – propósito de diversificação da matriz energética predominantemente proveniente de hidrelétricas – programas do governo: • Proinfa I e II • Luz para Todos • PAC – muitas regiões ilhadas – Amazônia. iluminação pública. prédios comunitários. • Sistemas isolados: • comunidades remotas.Principais Aplicações • Sistemas interligados à rede: • Autoprodutores • Situações onde se deseja certo grau de independência da rede: eletrificação de residências. sistemas de iluminação de emergência e atendimento de estações de telecomunicações. sem acesso à rede convencional . Principais Aplicações (a) sistema isolado (b)Sistema interligado à rede convencional . Componentes de Um Sistema Híbrido • Sistema Isolado: . Componentes de Um Sistema Híbrido • Sistema Interligado à Rede: . Componentes de Um Sistema Híbrido • Condicionador de potência: – cada tipo de fonte terá uma diferente filosofia de condicionador de potência que procure levar o sistema a trabalhar sempre no ponto ótimo de operação. no ponto de máxima transferência de potência. . isto é. Componentes de Um Sistema Híbrido • Condicionador de potência: . Componentes de Um Sistema Híbrido • Condicionador de potência: . Componentes de Um Sistema Híbrido • Sistema de armazenamento: – Necessário devido à natureza intermitente das fontes primárias – Exige controlador de carga e descarga das baterias – Tipos mais comuns de baterias recarregáveis disponíveis comercialmente são as automotivas e estacionárias – Três parâmetros básicos de baterias: capacidade de corrente. ambas dadas em Wh . capacidade energética e capacidade útil. expressa em Ah. Componentes de Um Sistema Híbrido • Sistema de armazenamento: – Mais recomendada para uso em sistemas híbridos: bateria solar . se for o caso . consulta de históricos e previsão estatística.Aspectos de Projeto • Identificação e avaliação preliminares dos potenciais das áreas para instalação do sistema: – levantamento de dados na região através de medições. Aspectos de Projeto • Complementaridade e sazonalidade das fontes primárias de energia . Aspectos de Projeto • Curva de demanda e tipos de carga a serem atendidas . Aspectos de Projeto • Regime de carga e descarga das baterias • Custo de interligação da carga à rede convencional • Custo de implantação e OeM de cada tipo de fonte empregada • Custo da energia produzida • Custo da energia da rede convencional • Incentivos fiscais e financiamentos . Aspectos de Projeto • Regime de carga e descarga das baterias • Custo de interligação da carga à rede convencional • Custo de implantação e OeM de cada tipo de fonte empregada • Custo da energia produzida • Custo da energia da rede convencional • Incentivos fiscais e financiamentos . Vantagens • Possível complementaridade entre as fontes: reduz consideravelmente a participação do banco de baterias ou da rede e do grupo gerador auxiliar. centralizados e de grande porte. . intimamente relacionada com a matriz energética brasileira. quando disponível • Modularidade: sistemas de geração convencionais. apresentam graves problemas no que se refere à expansão da oferta. Havendo disponibilidade de área. Essa característica. foi uma das responsáveis pela crise de energia elétrica verificada no país ano de 2001. principalmente quando há a necessidade de atender o aumento de demanda em curto prazo. módulos FV e turbinas eólicas podem ser adicionados ao sistema para suprir rapidamente eventuais aumentos de demanda. na maioria dos casos. geração a base de geradores a diesel. .Vantagens • Questões ambientais: sistemas híbridos substituem. contribuindo. portanto. com a redução da produção de gases que contribuem com o efeito estufa. Desvantagens • Confiabilidade: se um sistema híbrido autônomo não for bem dimensionado no sentido de aproveitar bem os recursos naturais disponíveis. ou. esse sistema não poderá ser considerado confiável. ainda. o sistema de armazenamento não for bem dimensionado e não tiver autonomia suficiente. . ou as fontes escolhidas para alimentar as cargas não forem adequadas para o local nem forem suficientemente complementares. Desvantagens • Sistema de Controle e Proteção relativamente complexo: proteção de cada fonte envolvida e contra curto circuito no barramento CC e circuitos de controle de potência para cada uma das fontes envolvidas . maiores serão as chances do empreendimento ser bem sucedido. ao dimensionamento do sistema e às estratégias de despacho adotadas. principalmente com relação ao recurso disponível. A viabilidade técnica de sistemas híbridos pode ser facilmente verificada se seguidas algumas diretrizes básicas. que ainda é considerada o principal fator impeditivo à maior disseminação de sistemas híbridos no Brasil.Conclusão • As análises técnicas relacionadas à aplicação de sistemas híbridos para geração de energia requerem estudos detalhados. principalmente com relação à sua viabilidade econômica. Quanto mais criteriosa for a análise. . 2008 • Rafael G. Belém (PA): Universidade Federal do Pará – UFPA. 7º Congresso Internacional sobre Geração Distribuída e Energia no Meio Rural. Pereira. Osvaldo L.Bibliografia Recomendada • Silvio Carlos Aníbal de Almeida. B. Mini – Redes Como Opcao De Atendimento: Flexibilizacao Do Arcabouco Regulatorio Vigente. Estudo da viabilidade técnico – econômica de sistemas híbridos para geração de eletricidade. Sistema Híbrido Eólico – Fotovoltaico Para Geração De Energia Elétrica. 2005. S. Geração De Energia Elétrica Através De Sistema Híbrido Diesel-eólico Para Um Hospital. et al. de Araújo. Dissertação de Mestrado. • Luis Carlos Macedo Blasques. . XI CBE.