Marcelo Pinho Almeida.

Usinas fotovoltaicas flutuantes trazem consigo uma série de potenciais benefícios, especialmente em um país de matriz elétrica predominantemente hídrica, como o Brasil. Entretanto, como o ambiente de operação de usinas flutuantes é diferente daquele encontrado em usinas em solo, o uso de usinas flutuantes ainda encontra lacunas de conhecimento referentes a como as variáveis de temperatura, umidade e sujidade afetam a produtividade do gerador; e a evolução da degradação dos módulos fotovoltaicos em um ambiente com maiores escorços mecânicos e excessivamente úmido. Além disso, usinas flutuantes podem impactar o ambiente do local de instalação, afetando, por exemplo a qualidade da água, os animais e a formação de algas. Este projeto tem como objetivo contribuir para o avanço do conhecimento sobre a tecnologia de geradores fotovoltaicos flutuantes operando em regiões tropicais, como o Brasil, em particular na área de caracterização, avaliação de desempenho e impactos sobre a evaporação e qualidade da água. Os resultados irão contribuir para o embasamento das tomadas de decisão de investidores, instaladores e outras partes interessadas, especificamente em aspectos relacionados ao cálculo da geração, ao controle de qualidade e redução de riscos, e à bancabilidade do projeto, contribuindo para o processo de transição energética no estado de São Paulo e no país.

Sistemas de armazenamento de energia com bateria (BESS) se tornam cada vez mais relevantes à medida que aumenta a participação de fontes renováveis intermitentes no setor elétrico. Os BESS de lítio-íon precisam de sistemas de gerenciamento de bateria (BMS) ao nível de célula, módulo e string devido a questões relacionadas à segurança. Se as baterias de lítio-íon forem expostas a altas temperaturas, ou falharem devido a problemas elétricos/mecânicos ou curtos-circuitos, calor excessivo será gerado dentro dos módulos de bateria. Se desprotegido, isso pode criar uma condição de avalanche térmica (Thermal Runaway) e a liberação de gases tóxicos e inflamáveis, deflagração da bateria e, finalmente, incêndio e falha catastrófica. Adicionalmente às questões de segurança, questões funcionais também devem ser avaliadas para determinar se o BESS desempenha como esperado quando inserido com os outros elementos do sistema elétrico (principalmente em sistemas de maior porte, a nível de transmissão). Dessa forma, este projeto irá estabelecer requisitos e recomendações técnicas, com devidos ensaios de comprovação, necessários para garantir o desempenho e segurança operacional de um BESS ao longo de sua vida útil, bem como definição das premissas e modelos computacionais que devem ser consideradas em estudos de integração de BESS no SIN.

O principal objetivo deste projeto é promover uma solução sustentável de intensificação do uso da terra, criando um sistema piloto agrovoltaico que combine a produção de energia elétrica a partir de uma usina fotovoltaica com a produção de alimentos e ração animal, contribuindo para uma transição energética pró-clima no Brasil.

Desenvolvimento de um multiteste fotovoltaico, incluindo projeto elétrico e eletrônico, hardware, firmware e software, para medição de tensão de circuito aberto, corrente de curto-circuito, resistência de isolamento e prova de continuidade em geradores fotovoltaicos.

Apoio técnico para a CELPE na concepção e implantação de uma usina fotovoltaica flutuante (UFVF) de 500 kWp na Ilha de Fernando de Noronha, com os objetivos de analisar os impactos da inserção de 1 MWp de geração fotovoltaica no sistema elétrico da ilha, elaborar o projeto básico das UFVF, participar na construção do edital de compra no modo ?turn-key?, e avaliar a operacionalidade das UFVF, quando em operação na ilha.

Nos últimos anos, com a popularização dos módulos PERC de alta eficiência, a bifacialidade começou a ganhar força no mercado, pois é praticamente uma consequência natural da tecnologia de fabricação atualmente empregada. Como o esforço (e o custo) para fabricação passou a ser pequeno, o ganho energético está tornando os módulos bifaciais cada vez mais comuns em sistemas ao redor do mundo, inclusive no Brasil. Este projeto tem como objetivo contribuir para o avanço do conhecimento sobre a tecnologia de módulos e geradores fotovoltaicos bifaciais, em particular na área de caracterização com medições de módulos individuais em laboratório, utilizando simuladores solares ou a sol real (outdoor); e com medições em campo, isto é, de módulos e geradores integrados a um sistema em operação. A bifacialidade, por tratar de uma tecnologia que só recentemente tem ganhado destaque no setor fotovoltaico, possui um alto potencial de novas descobertas, de inovação, e de aperfeiçoamento de métodos e modelos. Dessa forma, a presente proposta pretende abordar o comportamento elétrico e térmico de módulos fotovoltaicos bifaciais sob diferentes condições de operação, bem como a proposição de métodos adequados para a medição de parâmetros de campo como ganho de bifacialidade, irradiância efetiva, temperatura de célula, efeitos de borda, correntes de operação esperadas e relação de desempenho de sistemas fotovoltaicos com módulos bifaciais. Para a realização dos estudos, serão realizadas pesquisas na literatura, ensaios laboratoriais indoor e outdoor, e experimentos em um sistema fotovoltaico com módulos bifaciais e seguimento de eixo horizontal de 50 kW. Os resultados irão preencher as lacunas de conhecimento existentes e trazer respostas importantes para o desenvolvimento e a expansão do uso da tecnologia de módulos bifaciais.

O presente projeto tem por finalidade desenvolver pesquisa sobre elementos de operação das minirredes inteligentes, tais como o uso e a contribuição da geração distribuída, a previsão de curto prazo da geração com fontes intermitentes, a controlabilidade do despacho de energia, o sistema de armazenamento de energia, a qualidade da energia, o gerenciamento da oferta e da demanda, dentre outros fatores ligados à operação das minirredes inteligentes. Para tal finalidade, o projeto reúne instituições de pesquisa nacionais, bem como uma empresa de desenvolvimento de tecnologia e produção de equipamentos nas áreas afins, desenvolvendo competências locais e utilizando infraestruturas laboratoriais capazes de possibilitar estudos teóricos e práticos, que possam representar as condições normais e críticas de funcionamento de minirredes isoladas e interconectadas. O interesse do projeto é estudar, tanto teórica quanto praticamente, as minirredes inteligentes, que possam ser aplicadas tanto como geração distribuída na rede elétrica principal quanto como sistemas isolados, que possam atender necessidades típicas de regiões com dificuldade de atendimento pela rede convencional, como é o caso da Região Amazônica e de outras localidades no Brasil, incluindo o estado de São Paulo.

O principal objetivo desse projeto de pesquisa consiste em quantificar as perdas de produtividade de sistemas fotovoltaicos devido à sujidade acumulada nos módulos, em região urbana e altamente propensa ao efeito. Visando obter conhecimentos quanto ao consumo de água, custos associados com os procedimentos de limpeza e perda produtividade. Os objetivos específicos do projeto são: 1. Instalar 1 sistema de micro geração solar fotovoltaica com potência entre 20 kWp a 30 kWp, distribuídos em 9 subsistemas cada um; 2. Dimensionar e montar uma infraestrutura que possibilite analisar o acúmulo da sujidade em diferentes inclinações ao longo do tempo; 3. Coletar os dados de produtividade, kWh/kWp, relacionado o impacto da sujidade ao longo do tempo de estudo nos subsistemas; 4. Desenvolver uma metodologia de limpeza para os geradores fotovoltaicos; 5. Analisar e estudar o efeito da inclinação na acumulação de sujidade no gerador fotovoltaico; 6. Levantar e analisar dados de custos relacionados à limpeza, como, por exemplo, índice de consumo de água e mão-de-obra. 7. Desenvolver um material de orientação para escalas de limpeza dos sistemas fotovoltaicos. 8. Desenvolver escalas de rotina de manutenção preventiva; 9. Definir os indicadores para aplicação de uma escala de limpeza, bem como os procedimentos de limpeza.

O objetivo global do projeto é desenvolver a eletrônica de potência e o controle de sistema de armazenamento de energia para o fornecimento de serviços ancilares à rede elétrica com elevada penetração de geração intermitente e propor requisitos regulatórios para a integração desses sistemas ao sistema elétrico.
O projeto possui ainda os objetivos específicos enumerados a seguir:
1. Projetar, instalar e operacionalizar um sistema de armazenamento de energia com baterias de íons de lítio para fornecimento de serviços ancilares.
2. Projetar, instalar e operacionalizar um sistema de célula a combustível tipo PEM para conversão de energia armazenada em hidrogênio em energia elétrica.
3. Contribuir para o desenvolvimento da tecnologia e da indústria nacionais de inversores bidirecionais e sistemas de gerenciamento do carregamento de baterias (BMS ? Battery Management System) de íons de lítio aplicados a sistemas de armazenamento de energia.
4. Estudar, desenvolver e validar métodos e estratégias de gerenciamento de sistemas de armazenamento de energia conectados ao sistema elétrico em aplicações associadas à geração intermitente, em particular a fotovoltaica.
5. Estudar o comportamento intermitente das flutuações da radiação solar e os seus impactos na operação de sistemas de armazenamento de energia conectados à rede elétrica.
6. Propor requisitos normativos para a integração de sistemas de armazenamento de energia ao sistema elétrico.
7. Comparar as tecnologias de armazenamento de energia utilizando sistemas com baterias de íons- de lítio e sistemas com célula a combustível/hidrogênio no longo prazo.
8. Analisar a viabilidade técnico-econômica dos sistemas de armazenamento de energia utilizando células a combustível/hidrogênio e baterias de íons de lítio considerando a realidade do sistema de transmissão de energia elétrica brasileiro.
9. Recomendar premissas regulatórias específicas para a integração de sistemas de armazenamento de energia ao sistema elétrico.
10. Implantar infraestrutura laboratorial para a avaliação de conformidade da interface de conexão à rede de sistemas de armazenamento de energia com bateria associados à geração fotovoltaica no contexto da geração distribuída.
11. Promover a divulgação dos resultados do projeto.
12. Estabelecer cooperação internacional com o IES-UPM (Grupo de Sistemas Fotovoltaicos) para os estudos e para a divulgação dos resultados.
13. Capacitar recursos humanos nos temas abrangidos pelo projeto.

O objetivo central desse projeto é otimizar a operação de geradores diesel com sistema de geração fotovoltaica. É parte integrante e fundamental ao projeto, o desenvolvimento de um Sistema de Controle Supervisório inovador com arquitetura flexível para controlar geração diesel, solar e sistema de armazenamento. Como estudo de caso, será instalado e conectado ao sistema elétrico do arquipélago de Fernando de Noronha um sistema de armazenamento de energia.

Realização de atividades de apoio técnico na concepção e implantação de duas usinas de microgeração fotovoltaica, será realizado o acompanhamento do projeto desde a etapa de avaliação das propostas técnicas até o comissionamento.

Apoio técnico na concepção e implantação de usina solar de 500 kWp na Ilha de Fernando de Noronha, com os objetivos de elaborar o projeto básico da usina de 500 kWp, participar na elaboração do edital para a aquisição da usina fotovoltaica no modo ?Turn-key?, acompanhar a instalação e o comissionamento da usina e realizar estudo de conexão da usina à rede da CELPE.

Intercambio com o Instituto de Energia Solar da Universidade Politécnica de Madrid.

O projeto de pesquisa que visa melhorar o desempenho, a confiabilidade e a vida útil dos sistemas fotovoltaicos, com um aumento de 9% no desempenho, reduzir o seu custo e melhorar sua integração à rede elétrica através da mitigação das flutuações da geração fotovoltaica e do uso de novas tecnologias de gerenciamento e armazenamento de energia (http://www.pvcrops.eu/)

Prover apoio técnico no processo de contratação do instalador da usina solar FV Arena Pernambuco (localizada em São Lourenço da Mata - PE) e realizar avaliação do desempenho da usina.

O objetivo principal do projeto consiste na instalação, operação e monitoramento de uma usina solar fotovoltaica de 0,525 MWp conectada indiretamente por meio de unidade consumidora à rede de distribuição de energia elétrica, constituída por 4 subsistemas incorporando os seguintes conceitos e estudos: BIPV, BAPV, Central Solar, tipologias e configurações de inversores, correção do fator de potência e impactos da geração com fontes intermitentes na rede elétrica.

Prover apoio técnico para a integração de uma usina solar fotovoltaica de 400 kWp em área disponibilizada pelo Comando da Aeronáutica, localizada na ilha de Fernando de Noronha ? PE, visando à geração própria de energia elétrica. O projeto inclui a elaboração de estudos preliminares e de especificações técnicas para a contratação dos serviços de instalação e a avaliação do desempenho da usina.

Projeto de pesquisa e desenvolvimento tecnológico que busca delimitar as condições e impactos da inserção de geração distribuída de energia elétrica a partir de sistemas fotovoltaicos em telhados de consumidores de baixa tensão. A pesquisa visa não só o estudo da inserção da utilização de sistemas fotovoltaicos em redes de baixa tensão, mas também o enfrentamento de questões comerciais relacionadas a tarifas, aspectos regulatórios e demonstração e teste de sistemas alternativos de medição e gestão.

Desenvolvimento de pesquisa tecnologica visando a avaliação da operacionalidade e desempenho de células FV multijunção em sistema de alta concentração e sistemas FV com e sem seguimento e desenvolvimento de protótipo de seguidor solar para unidades de geração distribuída para uso em sistemas fotovoltaicos planos conectados à rede.

O projeto tem como objetivo desenvolver procedimento de qualificação e etiquetagem de inversores e metodologia para medição e qualificação da energia produzida por sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica no país. A concepção deste projeto de pesquisa surge amparada nas ações promovidas pelo INMETRO, Programa Brasileiro de Etiquetagem, através do GT-FOT-ENERGIA FOTOVOLTAICA. Ações estas que, em conjunto com a associação que congrega as empresas do setor, visam qualificar equipamentos desenvolvidos e comercializados no país. Nesse sentido a Portaria INMETRO/MDIC No. 396 de 10/11/2008 Regulamento de Avaliação da Conformidade para Sistemas e Equipamentos para Energia Fotovoltaica (Módulo, Controlador de Carga, Inversor e Bateria), estabelece os requisitos e procedimentos para etiquetagem de equipamentos destinados a Sistemas Individuais de Geração de Energia Elétrica com Fontes Intermitentes, Resolução ANEEL No.83/2004.No entanto, constata-se que o inversor CC/CA utilizado nos sistemas fotovoltaicos conectados à rede não está contemplado nas normas expedidas na Portaria INMETRO/MDIC no. 396 de 10/11/2008: Regulamento de Avaliação da Conformidade para Sistemas e Equipamentos para Energia Fotovoltaica. Adicionalmente, semelhante situação é constatada na ausência de procedimento para qualificação e medição da energia produzida por instalações fotovoltaicas conectadas à rede. Neste sentido, além de estabelecer capacidades e infraestrutura para suporte e apoio do desenvolvimento, este projeto de pesquisa se propõe a desenvolver procedimento de qualificação e etiquetagem de inversores e metodologia para medição e qualificação da energia produzida de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica no país.

O instituto tem como missão a continuação do que seus grupos membros já vêm fazendo há vários anos, ou seja: ?contribuir para o desenvolvimento da Amazônia e do Brasil, disponibilizando soluções científicas e tecnológicas com excelência nas áreas de fontes renováveis de energia e eficiência energética?. Os valores buscados pelo instituto são: ?valorização do ser humano, responsabilidade social, respeito ao meio ambiente, excelência de trabalho, transparência, aprendizado contínuo, e integração com todos os setores da sociedade?. Dentro desses enfoques e dando continuidade ao que já vem sendo feito por seus membros individual ou conjuntamente, o instituto estabelece seus objetivos como segue: 1) Desenvolver atividades de pesquisa científica, tecnológica e de inovação na área de fontes renováveis de energia e eficiência energética, principalmente no que diz respeito às fontes solar, eólica. hídrica e biomassa, visando ao seu aproveitamento individual e em sistemas híbridos, para atender às necessidades de suprimento energético de sistemas isolados e interligados; 2) Formar recursos humanos a nível superior, atuando nos cursos regulares de graduação e pós-graduação de suas instituições membro, bem como nos níveis técnico e empresarial, através do oferecimento de cursos de curta e longa duração; 3) Atuar conjuntamente com os setores empresarial e governamental, executando projetos, trocando informações e repassando conhecimentos, no sentido de desenvolver uma cultura empresarial e uma política de governo voltada para as fontes renováveis de energia e a eficiência energética; e 4) Transferir conhecimentos para a sociedade em geral através da divulgação de seus trabalhos e de outras informações sobre energias renováveis e eficiência energética em página específica da internet e através da realização de encontros, palestras e distribuição de material didático em escolas de ensino fundamental e de segundo grau.

O projeto prevê o dimensionamento, a especificação, a instalação e a monitoração de sistemas para atendimento individual de consumidores isolados, e um sistema com geração descentralizada com minirrede através de queima direta de biomassa, que serão implantados em comunidades com características de isolamento, para testar modelos de gestão para esses sistemas. Está previsto também o projeto e a fabricação de um equipamento de gaseificação que será testado na área de testes do GEDAE/UFPA e, caso tenha desempenho satisfatório, será implantado em uma comunidade.

Realizar pesquisas sobre sistemas de geração de eletricidade utilizando a radiação solar como fonte primária de energia, por meio de concentradores parabólicos com sistemas de rastreamento solar e conversores termoelétricos.

Prestação de consultoria à Petrobrás na instalação de estações anemométricas, através do tratamento dos dados coletados, visando a avaliação da potencialidade eólica de sítios nas regiões Norte e Nordeste do Brasil.

Revitalização do sistema de geração de energia do Sistema Híbrido Fotovoltaico - Eólico - Diesel da Comunidade de Tamaruteua ? troca do grupo gerador a diesel por outro de 40 kVA com partida automática, aquisição de um inversor/retificador de 18 kW, troca do banco de baterias, duplicação da capacidade de geração fotovoltaica, e inserção de sistema de monitoração remota da geração; implementação do sistema de pré-pagamento para tarifação das unidades consumidoras; além de manutenção em toda a rede de distribuição e recuperação do sistema elétrico das unidades consumidoras.