Análise da possível instalação de um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede – SFCR EM IJUÍ

Texto

(1)UNIJUI - UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DETEC – DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA. DIOMAR ADONIS COPETTI LIMA. ANÁLISE DA POSSÍVEL INSTALAÇÃO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE – SFCR EM IJUÍ. Ijuí, RS, Brasil 2010.

(2) DIOMAR ADONIS COPETTI LIMA. ANÁLISE DA POSSÍVEL INSTALAÇÃO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE – SFCR EM IJUÍ. Trabalho de conclusão de curso apresentado ao colegiado do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Regional Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro Eletricista.. Orientador: Prof. MSc. Mateus Felzke Schonardie. Ijuí, RS, Brasil 2010.

(3) UNIJUI - UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DETEC – DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA. DIOMAR ADONIS COPETTI LIMA. ANÁLISE DA POSSÍVEL INSTALAÇÃO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE – SFCR EM IJUÍ. TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO COMO REQUISITO PARCIAL PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO ELETRICISTA. BANCA EXAMINADORA:. _______________________________________________________ Prof. MSc. Mateus Felzke Schonardie Orientador. _______________________________________________________ Prof. MSc. Sandro Alberto Bock Componente da banca Ijuí, RS, Brasil 2010.

(4) "O ser humano vivência a si mesmo, seus pensamentos, como algo separado do resto do universo numa espécie de ilusão de óptica de sua consciência. E essa ilusão é um tipo de prisão que nos restringe a nossos desejos pessoais, conceitos ao afeto apenas pelas pessoas mais próximas. Nossa principal tarefa é a de nos livrarmos dessa prisão ampliando nosso circulo de compaixão para que ele abranja todos os seres vivos e toda a natureza em sua beleza. Ninguém conseguirá atingir completamente este objetivo mas, lutar pela sua realização, já é por si só parte de nossa liberação e o alicerce de nossa segurança interior.". (Albert Einstein).

(5) Dedico este trabalho à minha família e amigos, mas em especial ao meu irmão Alex. Irmão, que além de amigo foi como um pai para mim, sendo sempre um exemplo de pessoa e profissional..

(6) AGRADECIMENTOS. Primeiramente agradeço aos idealizadores do Programa Universidade para Todos (PROUNI), através do qual, consegui completar o curso de graduação em Engenharia Elétrica. Agradeço em especial minha família, minha noiva e amigos, os quais estiveram sempre ao meu lado. Deram-me apoio e incentivo, durante esta fase de minha vida. Quero agradecer a todos os professores do curso de graduação de engenharia elétrica da Unijui, em especial ao professor Mateus Schonardie pela confiança, orientação e conhecimentos passados. Agradeço ainda, a todos os amigos e colegas do curso, pela amizade, companheirismo, confiança e ajuda nos momentos difíceis. Fica a certeza de uma amizade para além das paredes da universidade..

(7) RESUMO. Hoje, com o crescente consumo de energia elétrica no Brasil e no mundo, fazse necessário a busca de novas formas de geração desta energia, principalmente pelo fato das principais matrizes energéticas utilizadas atualmente causarem danos ao meio ambiente. Assim, o presente trabalho busca fazer um estudo sobre as normas e leis existentes hoje no Brasil, no que se refere à Geração Distribuída de baixa potência com a utilização de sistemas fotovoltaicos conectados à rede. O mesmo fará ainda, um levantamento das configurações básicas do uso de sistemas fotovoltaicos, e também será realizado o dimensionamento de um sistema fotovoltaico conectado à rede de 2,8 kWp, seus custos e forma de dimensionamento. Para que assim, possa ser realizada uma análise da viabilidade do sistema. Com isso, busca-se criar um material que possa auxiliar pessoas com interesse em instalar este tipo de geração. Palavras-Chave: Sistemas fotovoltaicos conectados à rede, dimensionamento, análise da viabilidade..

(8) ABSTRACT. Today, with the increasing consumption of electric energy in Brazil and the world, it is necessary to seek new ways of generating this energy, mainly because the main energy matrices used today cause damage to the environment. Thus, this paper seeks to do a study on the standards and laws existing in Brazil today, with regard to the Distributed Generation of low power with the use of photovoltaic systems connected to the network. The same will still, a survey of the basic configurations of the use of photovoltaic systems, and also there will be the design of a photovoltaic system connected to the network of 2.8 kWp, its cost and size form. To do so, may be performed to analyze the feasibility of the system. Thus, we seek to create a material that can help people interested in installing this type of generation. Key-words: photovoltaic systems connected grid design, analysis of viability..

(9) LISTA DE ILUSTRAÇÕES. Figura 1. Resposta do sistema elétrico ao aumento da demanda............................. 24 Figura 2. Potência consumida inferior a potência gerada. ........................................ 31 Figura 3. Configurações dos sistemas isolados: (a)Sistema fotovoltaico isolado com carga CC; (b) Sistema fotovoltaico isolado com armazenamento de energia e carga CC; (c) Sistema fotovoltaico isolado com carga CA; (d) Sistema fotovoltaico isolado com armazenamento de energia e carga CA. ........................................................... 46 Figura 4. Sistema fotovoltaico híbrido. ...................................................................... 47 Figura 5. Diagrama esquemático de um SFCR em grande centrais. ........................ 48 Figura 6. SFCR em grandes centrais. ....................................................................... 49 Figura 7. Diagrama esquemático representando um SFCR em uma residência....... 50 Figura 8. Comparação entre a curva de carga de uma residência e a curva de geração de um SFCR. ............................................................................................... 51 Figura 9. Modelos de conexões de EFCR com à rede elétrica. ................................ 51 Figura 10. Estrutura dos módulos fotovoltaicos integrante do conjunto arquitetônico. .................................................................................................................................. 52 Figura 11. Ilustração célula, módulo e painel fotovoltaico. ........................................ 53 Figura 12. Curva característica ISC x VOC de uma célula fotovoltaica. ....................... 54 Figura 13. Exemplo curva I xV para variados níveis de irradiação solar. .................. 54 Figura 14. Curva característica P xV de uma fotocélula. ........................................... 55 Figura 15. Parâmetros de máxima potência. ............................................................. 55 Figura 16. Disposição dos condutores CC. A alimentação elétrica é em corrente contínua separada..................................................................................................... 56 Figura 17. Caixa de proteção com sistema de seccionamento. ................................ 57.

(10) Figura 18. Sistemas fotovoltaicos: a) tecnologia centralizada; b) tecnologia série; c) tecnologia multi-série e d) tecnologia módulo CA. .................................................... 59 Figura 19. Configuração de um SFCR em localidades sem incentivos. .................... 60 Figura 20. Configuração de um SFCR em localidades da Espanha. ........................ 61 Figura 21. Configuração de um SFCR com conexão no quadro geral e somente excedente vendido. ................................................................................................... 61 Figura 22. Configuração de um SFCR onde toda a energia beneficiada com incentivos, independente do ponto de conexão. ....................................................... 62 Figura 23. Impacto dos benefícios não energéticos no custo aparente dos sistemas fotovoltaicos. ............................................................................................................. 66 Figura 24. Benefícios dos SFCR para o setor elétrico. ............................................ 67 Figura 25. Perspectivas de redução das emissões de CO2, com utilização de sistemas fotovoltaicos. Fonte: Modificado de IEA (2010). ......................................... 68 Figura 26. Potência acumulada instalada, nos países membros da IEA-PVPS, em sistemas conectados a rede e isolados. .................................................................... 72 Figura 27. Percentuais das instalações fotovoltaicas conectadas a rede e isoladas, instaladas nos países membros da IEA-PVPS entre 1992 à 2008............................ 72 Figura 28. Evolução dos custos do Wp instalado, Programa Buydown japonês. ...... 78 Figura 29. Orientação dos módulos fotovoltaicos. a) Ângulo azimutal; b) Ângulo de inclinação. ................................................................................................................. 92 Figura 30. Comportamento da tarifa prêmio, valor do kWh da energia fotovoltaica e convencional ao longo do período do programa. .................................................... 104.

(11) LISTA DE TABELAS. Tabela 1. Tecnologias de emprego comum na GD. .................................................. 26 Tabela 2. Resumo das mais importantes normas relacionadas com interconexão de sistemas fotovoltaicos à rede. ................................................................................... 63 Tabela 3. Capacidade instalada de sistemas fotovoltaicos e potencial solar no Brasil e Espanha. ................................................................................................................ 73 Tabela 4. SFCR instalados no Brasil entre 1995 a 2008. ......................................... 74 Tabela 5. Classificação dos diferentes tipos de taxas de buy-back. ......................... 77 Tabela 6. Resumo dos programas e Incentivos na Alemanha, Espanha, EUA e Japão ........................................................................................................................ 82 Tabela 7. Dados elétricos e físicos módulos PV-UE125MF5N.................................. 86 Tabela 8. Dados elétricos e físicos do inversor Xantrex GT 2.8 ................................ 87 Tabela 9. Dados Programa RADIASOL 2 - Irradiação Média (kWh/m²/dia). ............. 91 Tabela 10. Valores dos coeficientes para superfícies com grau mediano de sujeira. .................................................................................................................................. 93 Tabela 11. Cálculo mensal da energia produzida. .................................................... 95 Tabela 12. Orçamento dos componentes do SFCR. ................................................. 97 Tabela 13. Dados de custo de instalação, período de retorno de capital custo da energia fotovoltaica e convencional caso o programa telhados solares estivesse em operação ................................................................................................................. 103.

(12) LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS. ANEEL – Agência nacional de energia elétrica AP - Autoprodutor de energia elétrica BOS – Balance off system C – Custo de geração em US$/kW; CC – Corrente contínua CCC – Conta de consumo de combustível CCCE – Câmara de comercialização de energia elétrica CDE – Conta de desenvolvimento de energia CNPE – Conselho nacional de politica energética CO2 – Dióxido de carbono CSI – California solar initiative D – Porcentagem de capital inicial necessário por ano para operação e manutenção (1%); EAC – Energia produzida pelo SFCR anualmente; EAC – Energia produzida pelo SFCR anualmente; EFCR – Edificações fotovoltaicas conectadas à rede Eg – Energia produzida pelo SFCR mensalmente; FC - Fator de Capacidade FERP – Federal energy regulatory comission FRC(d,n) – Fator de recuperação de capital; FS – Fator que expressa as perdas por sombreamento; G* - Irradiancia de 1.000 W/m². Valor com que se determina a potência nominal dos módulos;.

(13) Ga(βopt) – Iradiação anual incidente sobre um superfície inclinada para um ângulo βopt, que permite que a captação da radiação solar pelo módulo seja máxima; GD – Geração distribuída Gdaeff – Irradiação anual efetiva que incide sobre a superfície do gerador (kWh/m²); GT – GDSF – Grupo de trabalho de geração distribuída com sistemas fotovoltaicos HSP – Número de Horas de Pleno Sol em média diária a uma intensidade de 1.000 W/m²; Hz – Hertz ICMS – Imposto sobre circulação de mercadorias INEE – Instituto nacional de eficiência energética INV – Investimento inicial em US$/kWp; IPI – Imposto sobre produtos industrializados ISC – Corrente de curto circuito MPPT – maximum power point tracking Mt/ano – Mega tonelada ao ano n – Vida útil do sistema; P&D - Pesquisa e desenvolvimento P,D&D – Pesquisa, desenvolvimento e demonstração PCH – Pequena central hidroelétrica PIE - Produtor Independente de Energia Elétrica Pnominal – Potência nominal instalada Pp – potência nominal do módulo Wp. PR – Fator que expressa o rendimento global da instalação PRODIST – Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional PRD – Período de retorno descontado; PRS – período simples de retorno. RGR – reserva global de reversão RPS – renewable portfolio standard Rtarifa premio – Valor total acumulado anualmente em tarifa prêmio; SFCR – sistema fotovoltaico conectado à rede SIN - Sistema interligado nacional T&D - Transmissão e distribuição TIR – Taxa Interna de Retorno;.

(14) TUSD - Tarifas de uso dos sistemas elétricos de distribuição TUST – Tarifas de uso dos sistemas elétricos de transmissão Wp – Watt pico β – ângulo de inclinação do módulo fotovoltaico; βopt – ângulo de inclinação que permite que a captação da radiação solar pelo módulo seja máxima; ηCC/CA – rendimento do inversor..

(15) SUMÁRIO. 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 18 1.1 Contextualização ............................................................................................. 20 1.2 Objetivos .......................................................................................................... 21 1.3 Estrutura do trabalho ....................................................................................... 21 2 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA ...................................................................................... 23 2.1 Introdução ........................................................................................................ 23 2.2 Principais tecnologias de GD ........................................................................... 26 2.3 Benefícios da GD ............................................................................................. 27 2.4 Tendências da GD ........................................................................................... 29 2.5 Fluxo de potência com a GD ........................................................................... 30 2.6 Marcos regulatórios da GD .............................................................................. 31 2.7 Barreiras inerentes na GD ............................................................................... 40 2.8 Conclusão ........................................................................................................ 41 3 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS A REDE ..................................... 43 3.1 Introdução ........................................................................................................ 43 3.2 Configurações básicas de um sistema fotovoltaico ......................................... 45 3.2.1 Sistemas fotovoltaicos isolados ................................................................ 45 3.2.2 Sistemas fotovoltaicos híbridos ................................................................. 47 3.2.3 Sistemas fotovoltaicos conectados a rede (SFCR) ................................... 48.

(16) 3.3 Componentes do SFCR em edificações .......................................................... 52 3.3.1 Estrutura de suporte .................................................................................. 52 3.3.2 Módulos fotovoltaicos ................................................................................ 53 3.3.3 Cabeamento .............................................................................................. 56 3.3.4 Proteção .................................................................................................... 57 3.3.5 Inversor ..................................................................................................... 57 3.4 Evolução dos sistemas fotovoltaicos ............................................................... 58 3.5 Conexão com a rede elétrica – ponto de conexão ........................................... 60 3.6 Aspectos técnicos e de segurança .................................................................. 62 3.6.1 Qualidade da energia ................................................................................ 62 3.6.2 Proteção .................................................................................................... 63 3.7 Benefícios dos sistemas fotovoltaicos ............................................................. 65 3.7.1 Benefícios dos sistemas fotovoltaicos para o setor elétrico ...................... 66 3.7.2 Benefícios dos SFCR para o setor de construção e arquitetura ............... 67 3.7.3 Benefícios dos sistemas fotovoltaicos ao meio ambiente ......................... 67 3.7.4 Benefícios dos sistemas fotovoltaicos sócio-econômicos ......................... 68 3.8 Obstáculos para implantação dos SFCR ......................................................... 69 3.8.1 Obstáculos para implantação dos SFCR na cadeia produtiva .................. 69 3.8.2 Obstáculos para implantação dos SFCR na infra-estrutura de P&D ......... 70 3.8.3 Obstáculos para implantação dos SFCR no Mercado............................... 70 3.9 Experiência internacional com sistemas fotovoltaicos ..................................... 71 3.10 Experiência nacional com sistemas fotovoltaicos .......................................... 73 3.11 Políticas regulatórias e de incentivos aos SFCR ........................................... 75 3.11.1 Dual Metering .......................................................................................... 75 3.11.2 Net Metering ............................................................................................ 76 3.11.3 Feed in tariffs .......................................................................................... 76 3.11.4 Programas Buydown ............................................................................... 78 .

(17) 3.11.5 Incentivos Financeiros............................................................................. 79 3.11.6 Exemplos de legislação e incentivos dos SFCR no mundo ................... 79 3.11.7 Legislação e incentivos aos SFCR no Brasil ........................................... 82 3.12 Conclusão ...................................................................................................... 83 4 DIMENSIONAMENTO E ANÁLISE DE INVESTIMENTO DE UM SFCR ............... 85 4.1 Introdução ........................................................................................................ 85 4.2 Cálculo do número de módulos fotovoltaicos .................................................. 85 4.3 Escolha do inversor ......................................................................................... 87 4.4 Trecho em corrente contínua (CC) .................................................................. 88 4.5 Trecho em corrente alternada (CA) ................................................................. 88 4.6 Proteção .......................................................................................................... 88 4.7 Aterramento ..................................................................................................... 89 4.8 Estimativa da energia produzida pelo sistema................................................. 89 4.8.1 A potência Nominal Instalada (Pnominal)...................................................... 89 4.8.2 Radiação solar incidente efetiva (Gdaeff) .................................................... 90 4.8.3 Fator de sombreamento (FS) .................................................................... 93 4.8.4 Fator de rendimento global (PR) ............................................................... 94 4.9 Gastos com a instalação do SFCR .................................................................. 96 4.10 Análise econômica do SFCR ......................................................................... 97 4.10.1 Custo da energia produzida pelo SFCR .................................................. 97 4.10.2 Período de retorno descontado (PRD) .................................................... 98 4.11 Análise considerando o programa telhados solares FV brasileiros ............. 100 4.12 Conclusão .................................................................................................... 104 5 CONCLUSÕES GERAIS ...................................................................................... 105 5.1 Sugestões de trabalhos futuros ..................................................................... 106 REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 108 ANEXOS ................................................................................................................. 115.

(18) 1 INTRODUÇÃO. A energia elétrica hoje não é usada somente para comodidade dos seres humanos, pois dela depende toda a estrutura de uma civilização, transportes, indústrias, saúde, alimentação e também saneamento básico. São incontáveis os problemas que a falta de energia elétrica traz a uma metrópole como São Paulo, como por exemplo, o blecaute que ocorreu no dia 10 de novembro de 2009, o qual atingiu 18 estados. Em entrevista a BBC Brasil (2010), o especialista alemão Albert Moser, diretor do instituto alemão de Economia Energética e Redes Elétricas e professor da Universidade de Aachen, afirmou que a grande dependência da energia produzida na hidrelétrica de Itaipu, foi a principal causa do apagão. Trata-se de um problema estrutural que não será resolvido facilmente. Segundo o raciocínio de Moser, Itaipu localiza-se longe dos centros de consumo, o que torna o sistema vulnerável. Como solução, o Brasil deveria realizar uma cooperação entre os países vizinhos e criar uma rede de usinas elétricas em toda a América Latina. Desta forma um país poderia ajudar o outro em caso de blecaute. Outra alternativa seria a construção de usinas menores e mais próximas aos centros urbanos. Devido à matriz energética brasileira estar baseada em grandes usinas hidrelétricas afastadas dos grandes centros de consumo, a dificuldade encontrada para obtenção de licenças ambientais para novas hidrelétricas de grande porte e considerando o aumento da demanda e consumo de energia elétrica, torna preocupante a situação brasileira com relação à auto-sustentabilidade energética. Embora o suprimento energético mundial esteja garantido pelo menos para os próximos 50 anos, o atual sistema energético não é sustentável, tanto por motivos de aquidade como por questões de caráter ambiental, econômico e geopolítico (WEA, 2000, p. 26 apud RODRIGUEZ, 2002, p. 2)..

(19) 19. Outro fator preocupante é o forte apelo ecológico pela redução de emissões de CO2 e a preservação do meio ambiente. Esta preocupação faz com que se torne latente a busca pela diversificação da matriz energética através de fontes de energia sustentável e renovável. Entre estas fontes destacam se a eólica e a solar. A energia eólica vem recebendo, segundo o Atlas do Potêncial Eólico Brasileiro, grande parte dos investimentos do Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA) e possui uma capacidade de geração de 143,5 GW. Por outro lado, o Brasil possui um grande potêncial para aproveitamento solar em comparação com os países da Europa, devido a sua localização geográfica. Os valores da irradiação solar global incidente em qualquer região do território brasileiro situa-se na faixa de (1500-2500 kWh/m²) são superiores aos da maioria dos países da União Européia, como Alemanha (900-1250 kWh/m²), França (900-1650 kWh/m²) e Espanha (1200-1850 kWh/m²), onde projetos para aproveitamento de recursos solares, alguns contando com fortes incentivos governamentais, são amplamente disseminados (PEREIRA, MARTINS, & ABREU, 2006, p. 31).. A primeira observação do efeito fotovoltaico foi relatada por Edmond Becquerel em 1839. A partir da observação de Becquerel, iniciou se a busca por novos materiais que apresentassem o mesmo efeito fotovoltaico. A partir de 1950, constatou-se que dentre os diversos materiais fotogeradores conhecidos os semicondutores eram os que apresentavam o melhor rendimento. Um fato importante que alavancou o crescimento tecnológico das células fotovoltaicas e por conseqüência o aumento das aplicações deste sistema, foi a corrida espacial que se desenvolveu intensamente a partir de 1950 (SCHONARDIE, 2007). Hoje, com a expansão da tecnologia fotovoltaica tem-se mais aplicações terrestres do que espaciais. Estas aplicações podem ser de uso isolado, como alimentação de uma estação metereológica ou a alimentação de um sistema de armazenamento de água em reservatório ou sistemas conectados a rede, como as grandes centrais geradoras fotovoltaicas ou sistemas fotovoltaicos aplicados em geração distribuída (GD) de energia elétrica. A geração distribuída é constituída de sistemas de pequeno porte e pequenas potências que podem ser instaladas em residências, estabelecimentos comerciais, prédios e indústrias, cada qual com capacidade de alimentar as cargas do sistema,.

(20) 20. ou inserir diretamente na rede a energia gerada, contribuindo com pequenas parcelas da energia total consumida. No Brasil, aplicações de GD com Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR) na sua maioria são restritos a laboratórios e centros de pesquisa. Segundo MACÊDO (2006), dos 19 SFCR instalados no Brasil em 2006, 17 estavam localizados em instituições de pesquisa e apenas 2 encontravam-se no setor privado. Para que os SFCR possam ser um dos caminhos para a diversificação da matriz energética brasileira, e também possibilitar “certa independência” das grandes centrais de geração, é necessário a viabilização de ações políticas e medidas regulatórias, específicas e coerentes para este tipo de geração de energia.. 1.1 Contextualização A crescente preocupação com o meio ambiente nos dias atuais, e a busca da diversificação da matriz energética brasileira, estimula uma corrida na busca do emprego de fontes renováveis e estudos aplicados à geração distribuída. Com isto, centros de pesquisas e universidades estão contribuindo com trabalhos acadêmicos para a divulgação de estudos destas fontes e forma de geração. Em sua dissertação de mestrado Filho (2005), apresenta a conceituação da geração distribuída adequada à situação brasileira, analisa os marcos regulatórios nacionais e internacionais, e ainda aponta os incentivos e as barreiras mais discutidas que impactam a regulamentação de sua interconexão com o sistema elétrico. Enquanto que o autor Souza (2009) contribui com seu estudo na área de eletrônica de potência aplicada à tecnologia de painéis solares fotovoltaicos. Apesar da tecnologia de geração através de fotocélulas possuir um elevado grau de desenvolvimento e confiabilidade, não é amplamente difundida e apresenta algumas dificuldades de implementação. Segundo Oliveira (2002), a geração através de sistemas fotovoltaicos tem desvantagem quando comparada ao custo, analisando somente aspectos técnicos e sensíveis as variações das curvas de oferta e da demanda, das já difundidas fontes de energia. Através do raciocínio do autor, entende-se que para analisar e discutir a viabilidade de uma determinada fonte de energia é necessário transcender aos aspectos essencialmente técnicos e incluir aspectos econônicos-financeiros e.

(21) 21. políticos-ambientais. Assim a viabilidade ou não de determinada fonte de geração passaria a ser analisada pelos seguintes parâmetros: custo de geração, confiabilidade e perfil de fornecimento energético, segurança das instalações e aspectos ambientais. No Brasil ainda são realizados investimentos isolados, como é o caso da usina solar que será instalada no Ceará pela MPX Solar S.A., empresa pertencente ao grupo EBX. “A planta, que será instalada no município de Tauá, terá capacidade instalada de 1MW, mas já tem autorização da Aneel para a expansão até os 5MW”, segundo informações do Jornal da Energia (2010a). Ao mesmo tempo observa-se que na Europa são realizados grandes investimentos em sistemas fotovoltaicos, principalmente nos sistemas conectados a rede, “mostrando que a discussão sobre a viabilidade desta tecnologia é maior e mais complexa que uma simples comparação de custos” (SCHONARDIE, 2007).. 1.2 Objetivos O objetivo do presente trabalho é apresentar um estudo sobre as normas e leis existentes hoje no Brasil, no que se refere a Geração Distribuída, especificamente a Sistemas Fotovoltaicos Conectados a Rede de baixa potência. Será demonstrado através do dimensionamento de um SFCR, sua viabilidade ou não hoje no Brasil. Com isso, buscar-se-á criar um material que possa auxiliar pessoas com interesse em instalar este tipo de geração distribuída.. 1.3 Estrutura do trabalho O presente trabalho de conclusão de curso está dividido em 5 capítulos de modo a facilitar o entendimento dos objetivos propostos. O primeiro capítulo fará uma introdução sobre o trabalho proposto. No segundo capítulo será realizada uma abordagem sobre a geração distribuída, explicando seus conceitos, benefícios e tendências. Neste capítulo também será apresentado a legislação vigente à GD no Brasil. No capítulo 3 é realizado um estudo sobre os SFCR, descrevendo as configurações básicas, componentes, evolução, conexão com a rede elétrica, aspectos técnicos de segurança, seus benefícios. e obstáculos a sua.

(22) 22. implementação. Neste capítulo também será apresentado a experiência nacional e internacional sobre SFCR, além das políticas regulatórias e de incentivos. Já o capítulo 4 apresentará o dimensionamento de um sistema proposto de 2,8 kWp, analisando seus custos e viabilidade econômica. Neste capítulo ainda será realizada a análise econômica considerando um programa de telhados solares brasileiro. O último capítulo encerra com as conclusões relativas a este trabalho..

(23) 2 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA. 2.1 Introdução No princípio da utilização da energia elétrica, a geração se caracterizava de forma distribuída e isolada,. alimentando pequenas cargas de iluminação nos. grandes e pequenos centros populacionais. Com o desenvolvimento e expansão da utilização da corrente alternada e do uso de transformadores que possibilitaram o transporte econômico de energia a grandes distâncias, as fontes de geração se afastaram dos centros de consumo. Isto possibilitou o aproveitamento de grandes potenciais de geração à um custo relativamente reduzido, mas ignorou os fatores ambientais. Tal foi a maneira organizacional que o sistema elétrico adotou e tem obedecido ao longo de quase toda a sua história; grandes centrais de geração e uma extensa rede de linha de transmissão e distribuição, o que se conhece como geração centralizada (GC) de energia (RODRIGUEZ, 2002, p. 6).. Desta forma, o sistema elétrico se organizou de forma centralizada, ou seja, grandes centrais produzindo grandes quantidades de energia elétrica à custos reduzidos. Para atender o aumento do consumo e demanda, são buscadas novas centrais de geração, e estas por sua vez, cada vez mais distantes e de difíceis licenciamentos ambientais. A Figura 1 apresenta a resposta tradicional do sistema elétrico a um aumento de demanda: construção de novas centrais de geração e expansão das linhas de transmissão e distribuição..

(24) 24. Figura 1. Resposta do sistema elétrico ao aumento da demanda. Fonte: HOFF et al. (1996).. Conforme Walter et al. (2000), as razões para tal organização são: •. Contínua busca de economias de escala e consequente redução dos custos unitários de capital;. •. Conveniente minimização dos impactos e dos riscos ambientais nos centros mais densamente povoados;. •. No poder que possuem os empreendedores de grandes obras, sejam eles empresas ou governos, e dando suporte às soluções então propostas;. •. Alta confiabilidade dos sistemas de transporte de eletricidade em alta tensão.. A redução do custo de energia com a utilização de unidades de geração de pequeno e médio porte, localizadas próximas as cargas, proporcionado pelas novas tecnologias de geração, colocam em questão a partir da década de 1980 a dependência as grandes centrais de geração, dando origem à valorização da GD. Como citado anteriormente, a GD se caracteriza por sistemas de pequeno porte. e pequenas potências, os quais podem ser instalados em residências,. estabelecimentos comerciais, prédios e indústrias. Cada qual com capacidade de alimentar as cargas do sistema ou inserir diretamente na rede a energia gerada. Cada sistema contribui com pequenas parcelas da energia total consumida. Abaixo.

(25) 25. algumas características da GD, segundo relatório sobre GD do Instituto Nacional de Eficiência Energética - INEE (2004): •. A GD deriva de diversas fontes primárias de energia, tanto renováveis quanto não renováveis;. •. Não se vincula a uma tecnologia específica, há muitas possibilidades técnicas em operação e várias em desenvolvimento;. •. Não implica em propriedade: o equipamento gerador perto ao consumidor, pode ser ou não, de sua propriedade; a sua gestão e operação podem correr ao encargo dele ou de terceiros;. •. Não implica em dimensões de geração máxima ou mínima; pode ser formada por unidades de: o Menos de 1 kW (exemplo sistemas fotovoltaicos); o Dezenas de kW a alguns MW (exemplo PCHs); o Centenas de MW (exemplo usinas de cogeração).. Neste contexto, a geração distribuída atua com base em duas funções relevantes: •. Primeira como fonte de energia: a GD é voltada para atender cargas locais, seja para autoconsumo industrial ou predial, com ou sem produção de excedentes.. •. Segunda como reserva descentralizada: A GD tem a capacidade de suprir as necessidades momentâneas de excesso de demanda, seja para cobrir apagões localizados ou generalizados, seja para melhorar as condições qualitativas do fornecimento em regiões atendidas deficientemente, em voltagem ou frequência, por razões estruturais ou conjunturais e momentâneas. Segundo Rodriguez (2002), as inovações tecnologicas e a liberação dos mercados, em especial a geração, trouxe ao cenário novos agentes denomionados de produtores independetes de energia (PIE) e os autoprodutores (AP). Vendendo ou não excedentes de energia para a rede, esses fatores constituem as principais forças impulsionadoras para a dissiminação da GD..

(26) 26. 2.2 Principais tecnologias de GD A GD utiliza-se de tecnologias com comprovada eficácia e confiabilidade, além de comercialmente disponíveis, como motores à combustão interna e turbinas a gás. Utiliza-se também de tecnologias favorecidas pela eletrônica de potência, como os sistemas fotovoltaicos, sistemas eólicos, sistemas que empregam células combustíveis, entre outros. Segundo R. W. Beck and Distributed Utilities Associates (2000), as unidades de GD podem ser classificadas em três categorias: tecnologia, fonte de combustível e interface com a rede. A Tabela 1, extraída de Rodriguez (2002), apresenta a classificação de tecnologias empregadas na GD. Tabela 1. Tecnologias de emprego comum na GD.. Tecnologia. Fonte de Combustível. Pequenas turbinas a. Combustível fóssil. gás. e biogás. Motores. recíprocos. com. geradores. Combustível fóssil. síncronos. ou. e biogás. de. Interface. Pequeno < 100kW. Intermediário 100kW – 1MW. X. Conexão direta. Conexão direta. Grande > 1MW. X. X. X. indução Geotérmico. Renovável. Conexão direta. X. X. PCHs. Renovável. Conexão direta. X. X. Eólica. Renovável. Inversor. X. X. X. Fotovoltaica. Renovável. Inversor. X. X. Inversor. X. X. X. Conexão direta. X. X. X. Rede elétrica. Inversor. X. X. X. Rede elétrica. Inversor. X. X. Rede elétrica. Inversor. X. X. SMES1. Rede elétrica. Inversor. X. X. Micro turbinas. Combustível fóssil. Inversor. Células a combustível Solar térmico Armazenamento. em em. capacitores Armazenamento volantes. e renovável Renovável. baterias Armazenamento. Combustível fóssil. em. X. X. Fonte: (R. W. Beck and Distributed Utilities Associates, 2000).. 1. SMES: Super Conducting Magnetic Energy Storage (Super Condutor Magnético).

(27) 27. 2.3 Benefícios da GD Através da implementação da geração distribuída, pode se obter vários benefícios em relação a geração centralizada, tanto para o consumidor, quanto para o sistema elétrico e ainda para a sociedade. A seguir alguns benefícios proporcionados pela GD: a) Para o consumidor: Entre os benefícios obtidos pelos consumidores com o uso da GD, cita se: •. Ganho com qualidade. Alguns investidores se interessam pela GD porque seu sistema elétrico não pode tolerar variações de frequência e/ou tensão, bem como interrupções no abastecimento. Essa eventual qualidade e confiabilidade superiores do abastecimento através de tecnologias de GD, são aspectos que podem justificar custos unitários de produção relativamente maiores (RODRIGUEZ, 2002, p.10);. •. Quanto mais centralizado for a geração, maior será a influencia das longas distâncias e mais elevados os custos para garantir a qualidade da energia, o que não ocorre na GD, pois a produção localiza se junto a carga;. •. Aumento da confiabilidade local e/ou regional;. •. Do ponto de vista econômico, muitas empresas operam unidades de GD em bases regulares no horário de ponta, pois o custo da energia gerada é inferior ao custo da energia fornecida pelas concessionárias. Esta geração resulta das atuais tarifas horo-sazonais; nelas a tarifa no horário de ponta “pode alcançar um valor até 10 vezes maior que aquele correspondente no horário fora de ponta” (INEE, 2004, p. 11);. •. Garantia da continuidade dos serviços à um grande número de consumidores, principalmente hospitais, complexos prediais, aeroportos e estações rodoviárias, algumas indústrias, entre outros..

(28) 28. b) Para o sistema elétrico: Entre os benefícios proporcionados ao sistema elétrico com o uso da GD, cita se: •. Aumenta a qualidade da energia suprida junto aos consumidores finais e constitui um “exercito de reserva” que permite eliminar as redundâncias próprias de um sistema totalmente baseado na GC (INEE, 2004);. •. Evita-se perdas existentes na transmissão e distribuição, além de proporcionar maior estabilidade à tensão elétrica, redução de perdas reativas de potência e adiamento de investimentos em subestações de transformação (RODRIGUEZ, 2002);. •. Possibilita o atendimento do aumento da demanda nas regiões onde o potencial de expansão dos sistemas de transmissão e distribuição apresenta se limitado;. •. Devido à suas escalas, novas unidades de GD são mais rápidas de se implementar do que unidade de GC;. •. Menores dificuldades ambientais. Segundo o INEE (2004), estas diluem se em face da: o Reduzida intervenção que uma PCH provoca no meio ambiente; o Alta eficiência energética inerente à cogeração, capaz de gerar um impacto redutor nas emissões de poluentes; o Da transformação dos resíduos em energia útil, dando a estes resíduos uma utilização capaz de reduzir as agressões ao meio ambiente.. •. A GD permite a prestação de alguns “serviços anciliares”2, por exemplo, o consumidor que possui uma unidade de GD e a utiliza somente como geração complementar de ponta nos horários de ociosidade poderia prestar serviços como “black-start”, controle de frequência, redução de reativos, entre outros;. •. Grande leque de tecnologias disponíveis para a geração de energia, utilizando-se de fontes de combustíveis renováveis ou não;. 2. Serviços anciliares constituem requisitos técnicos essenciais para o Sistema Elétrico Interligado Nacional (SIN). São definições de serviços anciliares: Controle primário de freqüência, controle secundário de freqüência, reserva de potência para controle primário, reserva de potência para controle secundário, reserva de prontidão, suporte de reativos, auto-restabelecimento (Black-start) e sistema especial de proteção..

(29) 29. •. Atua em uma condição permanente auto regulada de apoio a GC, insere no sistema um parque permanente pronto para injetar na rede excedentes da energia gerada.. c) Para a sociedade: Entre os benefícios proporcionados à sociedade pelo uso da GD, cita se: •. Contribui na diversificação da matriz energética brasileira, trazendo maior segurança ao suprimento, evitando apagões generalizados;. •. Redução dos níveis de emissão de CO2, quando da utilização de combustíveis renováveis, como exemplo PCHs, sistemas fotovoltaicos e eólicos;. •. Não há necessidade de grande aplicação de capital, como ocorreu na década de 1990, onde bilhões de dólares ficaram imobilizados em obras por muitos anos, originando pesados desembolsos de juros (INEE, 2004);. •. Auxilia na política de criação de novas vagas de empregos. Vários projetos de GD empregam mais mão-de-obra que apenas um projeto de GC, sem contar que estas vagas serão abertas próximas aos grandes centros populacionais, ou regiões rurais, como no caso a GD utilizando-se de combustível como a biomassa. Isto tende a fixar o homem no campo evitando assim, o êxodo rural.. 2.4 Tendências da GD Não há dúvida do grande potencial elétrico que a GD pode fornecer ao SIN, utilizando se dos segmentos industriais, comerciais, serviços e residenciais. ... importa evidenciar que no momento, se torna possível supor, para este potencial, uma dimensão nada desprezível e perfeitamente apta para se transformar em uma das alternativas mais viáveis para atender as necessidades futuras de energia do país; de fato, pela rapidez com que podem ser implementadas, eles podem desempenhar um papel fundamental na transição hoje vivida pelo setor elétrico brasileiro (INEE, 2004, p.18).. Conforme o raciocínio de Pfeifenberger et al.(1997), identifica se quatro segmentos de razoável potencial futuro, em função de suas vantagens econômicas:.

(30) 30. prática de cogeração, possibilidades de ganhos ao consumidor, atendimento de consumidores de alto custo para o sistema elétrico, e onde a GD puder adiar investimentos nas linhas de T&D, além de melhorar a confiabilidade do sistema existente.. 2.5 Fluxo de potência com a GD Com a utilização da geração distribuída, o fluxo de potência deixa de ser (i) unidirecional, fonte – carga, e passa a ser (ii) bidirecional entre fonte - carga. (i) (ii). Com esta nova configuração, passa-se à ter um fluxo de corrente, carga – fonte, em situações onde a potência da carga instalada é menor que a potência gerada. Com isto, ocorre uma redistribuição das correntes e também das perdas no alimentador ou ramal. Segundo Weimer (2006), dependendo da localização da interconexão, da potência dos geradores e das cargas, pode ocorrer no alimentador ou ramal, uma redução dos fluxos entre o ponto de interconexão e a subestação da concessionária, caso a potência da carga seja superior à potência gerada. Em situação contrária, a potência da carga menor que a potência gerada, ocorrerá fluxos reversos de potência em direção à subestação da concessionária, conforme pode se visualizar na Figura 2. Desta forma, entre o ponto de interconexão e a subestação da concessionária é criado o chamado “ponto zero”. Devido ao fato da unidade geradora e as cargas do sistema não serem correlacionadas, este ponto não é fixo, e vai variar de acordo com a entrada ou saída de cargas no sistema..

(31) 31. Figura 2. Potência consumida inferior a potência gerada. Fonte: WEIMER (2006, p. 52).. 2.6 Marcos regulatórios da GD Analisando a evolução do setor elétrico brasileiro, pode-se constatar que anteriormente a década de 1990, não existia praticamente nenhuma legislação sobre geração distribuída. Da legislação em vigor, pode-se destacar algumas leis, decretos e resoluções que regulamentam a utilização da GD e influenciam direta ou indiretamente a sua expansão. Em 1995 foi publicada a Lei n°. 9.074 (BRASIL, 1995), a qual estabelece normas para outorga e prorrogações das concessões e permissões de serviços públicos. Através desta lei foi criado um novo agente do setor elétrico nacional, o produtor independente de energia (PIE). Este produtor pode ser pessoa jurídica ou empresas reunidas em consórcio que recebam concessão ou autorização do poder concedente para produzir energia elétrica destinada ao comércio de toda ou parte da energia produzida, por sua conta e risco. Esta lei assegura o direito de acesso do PIE à rede das concessionárias e permissionárias do serviço público de distribuição e das concessionárias do serviço público de transmissão. Também são estipuladas regras através do art. 12, para a venda desta energia, a qual poderá ser feita somente à: •. Concessionário de serviço público de energia elétrica;.

(32) 32. •. Consumidor de energia elétrica com contratos vigentes à data de publicação desta lei, e novos consumidores com carga superior a 3.000 kW;. •. Consumidores de energia elétrica integrantes de complexo industrial ou comercial, aos quais, o produtor independente também forneça vapor oriundo de processo de co-geração;. •. Conjunto de consumidores de energia elétrica, independentemente de tensão. e. carga,. nas. condições. previamente. ajustadas. com. o. concessionário local de distribuição; •. Qualquer consumidor que demonstre ao poder concedente não ter o concessionário local lhe assegurado o fornecimento no prazo de até 180 dias contado da respectiva solicitação.. Com o Decreto n°. 2.003 de 1996 (BRASIL, 1996a), passa a ser regulamentada a produção de energia elétrica por produtor independente e por autoprodutor (AP) de energia elétrica, o qual configura-se como pessoa física ou jurídica ou empresas reunidas em consórcio que recebam concessão ou autorização para produzir energia elétrica destinada ao seu uso exclusivo. Define também as regras para concessão e permissão de uso do bem público: Conforme art. 3 desta lei, dependem de concessão precedida de licitação: •. O aproveitamento de potencial hidráulico de potência superior a 1.000 kW, por produtor independente;. •. O aproveitamento de potencial hidráulico de potência superior a 10.000 kW, por autoprodutor.. O art. 4, do referido decreto define os empreendimentos dependentes de autorização sendo: •. A implantação de usina termelétrica de potência superior a 5.000 kW, destinada a autoprodutor e a produtor independente;. •. O aproveitamento de potencial hidráulico de potência superior a 1.000 kW e igual ou inferior a 10.000 kW, por autoprodutor.. Como incentivo à GD, o art. 5 libera aproveitamentos de potenciais hidráulicos igual ou inferior a 1.000 kW e a implantação de usina termelétrica de potência igual ou inferior a 5.000 kW, de concessão ou autorização, devendo entretanto, serem.

(33) 33. comunicados ao órgão regulador e fiscalizador do poder concedente para fins de registro. O art. 13 garante ao produtor independente e ao autoprodutor a utilização e a comercialização da energia produzida, através do livre acesso assegurado aos sistemas de transmissão e de distribuição de concessionários e permissionários de serviço público de energia elétrica, mediante o ressarcimento do custo de transporte envolvido. O art. 28 estabelece que mediante autorização do órgão regulador seja facultada ao AP: •. A cessão e permuta de energia e potência entre autoprodutores consorciados em um mesmo empreendimento, na barra da usina;. •. A compra, por concessionário ou permissionário de serviço público de distribuição, do excedente da energia produzida;. •. A permuta de energia, em montantes economicamente equivalentes, explicitando os custos das transações de transmissão envolvidos, com concessionário ou permissionário de serviço público de distribuição, para possibilitar o consumo em instalações industriais do autoprodutor em local diverso daquele onde ocorre a geração.. No mesmo ano de 1996 o governo publicou a Lei n°. 9.427 (BRASIL, 1996b), a qual institui a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e disciplina o regime das concessões de serviços públicos de energia elétrica e dá outras providências. Esta lei também estipula, através do art. 26 (Redação dada pela Lei nº 9.648, de 1998 (BRASIL, 1998) e Lei nº 11.488, de 2007 (BRASIL, 2007), um percentual de redução não inferior a 50% (cinqüenta por cento) à ser aplicado em tarifas de uso dos sistemas elétricos de transmissão (TUST) e de distribuição (TUSD), incidindo na produção e no consumo da energia comercializada pelos aproveitamentos hidroelétricos com potência igual ou inferior a 1.000 kW e para aqueles com base em fontes solar, eólica, biomassa e co-geração qualificada. Fica estendido também, às usinas hidrelétricas com capacidade nominal igual ou inferior a 10.000 kW, que iniciarem a operação após a publicação desta Lei, a isenção de compensação financeira à energia elétrica. Esta lei trata ainda dos aproveitamentos anteriormente citados, os empreendimentos com potência igual ou inferior a 1.000 kW e aqueles com base em fontes solar, eólica, biomassa, cuja potência injetada nos sistemas de transmissão ou distribuição, seja menor ou igual a 50.000 kW, que poderão.

(34) 34. comercializar energia elétrica com consumidor ou conjunto de consumidores reunidos por comunhão de interesses de fato ou de direito, cuja carga seja maior ou igual a 500 kW, independentemente dos prazos de carência constantes do art. 15 da Lei no 9.074/95 (BRASIL, 1995), observada a regulamentação da ANEEL, podendo o fornecimento ser complementado por empreendimentos de geração associados às fontes aqui referidas, visando à garantia de suas disponibilidades energéticas, mas limitado a 49% (quarenta e nove por cento) da energia média que produzirem, sem prejuízo à redução percentual aplicam as tarifas de uso dos sistemas elétricos de transmissão e de distribuição, e a participação nas vantagens técnicas e econômicas da operação interligada. No ano de 1997 foi publicada a Lei 9.478 (BRASIL, 1997), que dispõe sobre a política energética nacional e institui o Conselho Nacional de Política Energética (CNPE). Nesta lei são estabelecidas as políticas nacionais para o aproveitamento nacional das fontes de energia, visando o seguinte objetivo: •. Preservar o interesse nacional;. •. Promover o desenvolvimento, ampliar o mercado de trabalho e valorizar os recursos energéticos;. •. Proteger os interesses do consumidor quanto a preço, qualidade e oferta dos produtos;. •. Proteger o meio ambiente e promover a conservação de energia;. •. Garantir o fornecimento de derivados de petróleo em todo o território nacional;. •. Incrementar, em bases econômicas, a utilização do gás natural;. •. Identificar as soluções mais adequadas para o suprimento de energia elétrica nas diversas regiões do País;. •. Utilizar fontes alternativas de energia mediante o aproveitamento econômico dos insumos disponíveis e das tecnologias aplicáveis;. •. Promover a livre concorrência;. •. Atrair investimentos na produção de energia;. •. Ampliar a competitividade do País no mercado internacional;. •. Incrementar em bases econômicas, sociais e ambientais, a participação dos biocombustíveis na matriz energética nacional..

(35) 35. O CNPE têm como atribuição propor ao Presidente da República políticas nacionais e medidas específicas destinadas à: •. Promover o aproveitamento racional dos recursos energéticos do País, de acordo com a política nacional de aproveitamento das fontes de energia e com o disposto na legislação aplicável;. •. Assegurar, em função das características regionais, o suprimento de insumos energéticos às áreas mais remotas ou de difícil acesso do País, submetendo as medidas específicas ao Congresso Nacional, quando implicarem criação de subsídios;. •. Rever periodicamente as matrizes energéticas aplicadas às diversas regiões do País, considerando as fontes convencionais e alternativas e as tecnologias disponíveis;. •. Estabelecer diretrizes para programas específicos, como os de uso do gás natural, do carvão, da energia termonuclear, dos biocombustíveis, da energia solar, da energia eólica e da energia proveniente de outras fontes alternativas;. •. Estabelecer diretrizes para a importação e exportação, de maneira a atender as necessidades de consumo interno de petróleo e seus derivados, gás natural e condensado, e assegurar o adequado funcionamento do Sistema Nacional de Estoques de Combustíveis e o cumprimento do Plano Anual de Estoques Estratégicos de Combustíveis;. •. Sugerir a adoção de medidas necessárias para garantir o atendimento a demanda nacional de energia elétrica, considerando o planejamento de longo, médio e curto prazos, podendo indicar empreendimentos que devem ter prioridade de licitação e implantação, tendo em vista seu caráter estratégico e de interesse público, de forma que tais projetos venham assegurar a otimização do binômio modicidade tarifária e confiabilidade do sistema elétrico;. •. Estabelecer diretrizes para o uso de gás natural como matéria-prima em processos. produtivos. industriais,. mediante. a. regulamentação. de. condições e critérios específicos, que visem a sua utilização eficiente e compatível com os mercados interno e externo..

(36) 36. A lei n°. 9.648 de 1998 (BRASIL, 1998), institui incentivos à geração elétrica de pequenas centrais hidrelétricas (PCHs). Estabelece que o potencial hidráulico de potência superior a 1 MW e igual ou inferior a 30 MW, destinado a produção independente ou autoprodução, pode ser autorizado pela ANEEL sem caráter oneroso, e ainda concedeu percentual de redução não inferior a 50% (cinqüenta por cento) à ser aplicado aos valores das tarifas de uso dos sistemas elétricos de transmissão e distribuição. Além disso, permite a comercialização de energia elétrica com consumidores cuja carga seja maior ou igual a 500kW (FILHO, 2005). Através da Resolução 281 de 1999 da ANEEL (1999), estabelecem-se as condições gerais de contratação do acesso compreendendo o uso e a conexão aos sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica. Um dos objetivos desta resolução é propiciar o livre acesso aos sistemas de transmissão e de distribuição, induzindo o incremento da oferta ao mercado pelos produtores independentes e autoprodutores de energia elétrica. O livre acesso aos sistemas de transmissão e de distribuição possibilita a comercialização direta entre produtores e consumidores, independente de suas localizações no sistema elétrico interligado, contribuindo para a redução de custos e modicidade das tarifas ao consumidor final. A referida resolução define também, as atribuições e responsabilidades aos contratantes do acesso aos sistemas de transmissão e de distribuição pelos concessionários, permissionários e autorizados de serviços de energia elétrica, bem como pelos consumidores. Em 2000 foi publicada a Lei 9.991 (BRASIL, 2000), que estabelece percentagens de investimentos em pesquisa e desenvolvimento (P&D) e em eficiência energética por parte das empresas concessionárias, permissionárias e autorizadas do setor de energia elétrica. Esta lei estipula percentuais de até 1% da receita operacional líquida anual de concessionárias de geração e empresas autorizadas à produção independente de energia elétrica, e estes valores devem ser aplicados em pesquisas e desenvolvimento do setor elétrico. Além disto, isenta as empresas que gerar energia exclusivamente a partir de instalações eólica, solar, biomassa, pequenas centrais hidrelétricas e cogeração qualificada. A Lei n°. 10.438 de 2002 (BRASIL, 2002), dispõe sobre a expansão da oferta de energia elétrica emergencial e recomposição tarifária extraordinária. Além de criar o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA) e a.

(37) 37. Conta de Desenvolvimento Energético (CDE), dispõe ainda sobre a universalização do serviço público de energia elétrica e dá outras providências. O PROINFA é um programa com o objetivo de aumentar a participação da energia elétrica produzida por empreendimentos de Produtores Independentes Autônomos (PIA) concebidos com base em fontes eólica, pequenas centrais hidrelétricas e biomassa. A primeira etapa do programa consiste na celebração de contratos pela Eletrobrás, para implantação de 3.300 MW de capacidade, através destas fontes alternativas de energia. O programa assegura a compra da energia produzida pelo prazo de 20 anos. A aquisição da energia será feita pelo valor econômico correspondente à tecnologia específica de cada fonte, enquanto que a segunda parte do programa visará o atendimento de 10% do consumo anual de energia elétrica no País, a partir das fontes acima citadas, objetivo este a ser alcançado em 20 anos. A CDE foi criada visando o desenvolvimento energético dos Estados e a competitividade da energia produzida a partir de fontes eólica, pequenas centrais hidrelétricas, biomassa, gás natural e carvão mineral nacional, nas áreas atendidas pelos sistemas interligados, promover a universalização do serviço de energia elétrica em todo o território nacional. Um dos principais apoios à geração de fontes alternativas vem dos recursos da CDE, os quais destinam-se entre outros, ao pagamento do agente produtor de energia elétrica, referente a diferença existente entre o valor econômico correspondente à tecnologia específica das fontes já citadas, e o valor econômico correspondente à energia competitiva de mercado. Além do PROINFA e da CDE esta lei trata ainda de outros incentivos às fontes alternativas renováveis, impactantes na geração distribuída, tais como: •. Redução das tarifas de uso dos sistemas elétricos de transmissão e distribuição para empreendimentos a partir de fontes eólicas e biomassa;. •. A energia elétrica produzida por PCH ou a partir de fontes renováveis como. eólica,. biomassa. e. solar,. pode. ser. comercializada. com. consumidores ou conjunto de consumidores, cuja carga seja maior ou igual a 500 kW, independente dos prazos de carência vigentes; •. Sub-rogação da Conta de Consumo de Combustíveis (CCC) às PHC`s ou a geração de energia elétrica produzida a partir de fontes eólica, solar e biomassa, que venham a ser implantados nos sistemas isolados, em substituição a geração termelétrica existente ou que desloque sua.

(38) 38. operação para atender ao incremento de mercado. A sub-rogação pode ser concedida ainda, ao empreendimento que promover a redução de dispêndio atual ou futuro da CCC nos sistemas isolados; •. A Eletrobrás poderá destinar recursos da Reserva Global de Reversão (RGR) para instalações de produção a partir de fontes eólica, solar biomassa e PHC`s. Além disto, estabelece que a Eletrobrás deve instituir programas de fomento específico para utilização de equipamentos, de uso individual ou coletivo, destinados à transformação de energia solar em energia elétrica, empregando recursos da RGR e contratados diretamente com as concessionárias e permissionárias.. Em 2003 foi publicada a Lei n°. 10.762 (BRASIL, 2003), regulamentando o percentual de redução não inferior a cinqüenta por cento a ser aplicado às tarifas de uso dos sistemas elétricos de transmissão e de distribuição, incidindo na produção e no. consumo. da. energia. comercializada. pelos. aproveitamentos. dos. empreendimentos hidroelétricos com potência igual ou inferior a 1.000 kW e aqueles com base em fontes solar, eólica, biomassa e co-geração qualificada, conforme regulamentação da ANEEL, cuja potência instalada seja menor ou igual a 30.000 kW. Esta lei estipula também que os empreendimentos com potência igual ou inferior a 1.000 kW e aqueles com base em fontes solar, eólica, biomassa, cuja potência instalada seja menor ou igual a 30.000 kW, poderão comercializar energia elétrica com consumidor ou conjunto de consumidores reunidos por comunhão de interesses de fato ou de direito cuja carga seja maior ou igual a 500kW. Considerada como um marco regulatório do setor elétrico brasileiro, a Lei n°. 10.848 de 2004 (BRASIL, 2004a), introduziu a geração distribuída no Brasil. Esta lei dispõe sobre a comercialização de energia elétrica, alterando as Leis n°. 5.655/1971, 8.631/1993,. 9.074/1995,. 9.427/1996,. 9.478/1997,. 9.648/1998,. 9.991/2000,. 10.438/2002, e dá outras providências. Através desta lei foi criada a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) com a finalidade de viabilizar a comercialização de energia elétrica entre concessionários, permissionários e autorizados de serviços e instalações de energia elétrica, bem como destes com seus consumidores, no Sistema Interligado Nacional. Para regulamentar a matéria da Lei n°. 10.848/2004, foi publicado o Decreto n°.5.163 de 2004 (BRASIL, 2004b), o qual define a geração distribuída como sendo geração hidrelétrica de potência igual ou inferior a 30 MW, a geração termelétrica,.

(39) 39. inclusive a cogeração qualificada com eficiência energética igual ou superior a 75%, e a geração a partir de biomassa ou resíduos de processo, independente de sua eficiência energética. Porém, outras fontes com reconhecido potencial como solar e células à combustível não são contempladas pelo PROINFA. Outrossim, observa-se que a regulamentação permite que agentes de distribuição que tenham mercado próprio inferior a 500 GWh/ano, contratem um limite de até 10% de sua carga, a energia elétrica proveniente de empreendimentos de geração distribuída. Esta compra não se submete ao processo de leilão, mas é exigido que a contratação seja precedida de chamada pública, promovida diretamente pelo agente de distribuição de forma a garantir publicidade, transparência e igualdade de acesso aos interessados. Pode se citar ainda os Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST). O PRODIST são módulos compostos por documentos elaborados pela ANEEL, com a participação dos agentes de distribuição e de outras entidades e associações do setor elétrico nacional, que normatizam e padronizam as atividades técnicas relacionadas ao funcionamento e desempenho dos sistemas de distribuição de energia elétrica. Os principais objetivos do PRODIST são: •. Garantir que os sistemas de distribuição operem com segurança, eficiência, qualidade e confiabilidade;. •. Propiciar o acesso aos sistemas de distribuição, assegurando tratamento não discriminatório entre agentes;. •. Disciplinar os procedimentos técnicos para as atividades relacionadas ao planejamento da expansão, à operação dos sistemas de distribuição, à medição e à qualidade da energia elétrica;. •. Estabelecer requisitos para os intercâmbios de informações entre os agentes setoriais;. •. Assegurar o fluxo de informações adequadas à ANEEL;. •. Disciplinar os requisitos técnicos na interface com a Rede Básica, complementando de forma harmônica os Procedimentos de Rede.. O PRODIST é composto de oito módulos, sendo dois integradores e seis técnicos: •. Módulo 1 – Introdução;.