Pesquisa

  • 2020 - Atual Cutting-edge bifacial photovoltaic generators: Maximizing performance and service life for centralized generation in solar plants and distributed in urban use - Phase I

    Descrição: Avaliar e demonstrar o potencial de maximização da vida operacional e da geração de energia (MWh) por potência instalada (MWp) de usinas solares fotovoltaicas utilizando as mais modernas tecnologias fotovoltaicas de módulos bifaciais em usinas fotovoltaicas centralizadas de grande porte para operar sob (i) condições extremas de irradiância, (ii) temperatura e (iii) sujeira; demonstrar a possibilidade de estender a expectativa de vida útil destes geradores (módulo fotovoltaico e inversor) para além dos 20 anos de contrato típicos de operação de usinas solares.
    Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.

    Integrantes: Integrantes: Helena Flavia Naspolini - Integrante / Ricardo Rüther - Coordenador / Lucas Nascimento - Integrante / Aline Kirsten Vidal de Oliveira - Integrante / Marilia Braga - Integrante.

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.
  • 2018 - Atual - Um investimento = múltiplas funções: Desenvolvimento e avaliação técnica, regulatória e econômica de sistemas de armazenamento de energia aplicados a sistemas de geração centralizada e distribuída.

    Descrição: Este projeto de pesquisa objetiva trazer uma série de contribuições originais para o contexto brasileiro da utilização de tecnologias de armazenamento de energia, com a instalação e operação de protótipos de sistemas eletroquímicos de armazenamento de energia elétrica que são inéditas no país e com a realização de estudos que irão explorar todos os potenciais benefícios que estes sistemas podem oferecer.
    O projeto tem por objetivo geral explorar todos os possíveis papéis que um sistema de armazenamento de energia pode desempenhar (um investimento = múltiplas funções) e os resultados pretendidos incluem os objetivos mensuráveis descritos a seguir:
    1) O desenvolvimento sistemas de armazenamento de energia utilizando baterias eletroquímicas (tecnologias de íons de lítio e vanádio redox flow) com três focos a seguir descritos:
      (i) Foco 1: aplicações centralizadas de grande porte: integrar bateria de 1 MWh de íons de lítio junto a uma usina híbrida solar/eólica localizada em Tubarão-SC (objeto dos P&D Estratégicos solar e eólico 013/2011 e 017/2013 respectivamente);
      (ii) Foco 2: aplicações em geração distribuída de médio porte comercial: integrar 100 kWh de baterias de íons de lítio + 100 kWh de baterias de vanádio redox flow no laboratório fotovoltaico da UFSC em Florianópolis e, se viável, baterias de até 400 kWh também junto a um cliente comercial da Engie, para teste comparativo de distintas tecnologias de armazenamento e operação em ambiente comercial com cargas críticas;
      (iii) Foco 3: aplicações em geração distribuída de pequeno porte residencial: integrar sistemas de acumulação de 10 kWh em um pequeno número de residências que, preferencialmente, já tenham um telhado solar fotovoltaico, com o objetivo de avaliar os benefícios de um sistema de acumulação de energia (back-up) em ambiente de tarifa branca, com e sem geração fotovoltaica, e incluindo a possibilidade, mediante viabilidade, de recarga rápida de veículos elétricos (desenvolver estação de recarga de veículos elétricos cc-cc (bateria-bateria)).
    2) A avaliação dos aspectos técnicos (integração da geração por fontes renováveis intermitentes ? solar e eólica; serviços ancilares e qualidade da energia ? controle de frequência, tensão, suporte kVAr; compensação de rampas de geração solar e eólica ? despachabilidade de usinas híbridas solar/eólica; supressão de picos de demanda; garantia de fornecimento a clientes/serviços críticos) nas configurações em:(i) usina centralizada e de (ii) geração distribuída propostas; avaliação da vida útil dos sistemas de acumulação de energia. Adicionalmente (iii) veículos elétricos representam novas demandas de fornecimento de energia elétrica e infraestrutura elétrica (elevadas correntes para cargas rápidas): serão construídos e avaliados sistemas de recarga bateria-bateria para veículos elétricos de pequeno (carros de passeio) e grande porte (ônibus elétrico);
    3) A avaliação dos aspectos regulatórios incluindo o planejamento e a interação com o setor elétrico e o órgão regulador. Sistemas de armazenamento podem ser combinados com geração por fontes renováveis com o objetivo de viabilizar fontes intermitentes (papel de gerador) e podem também ser usados para prestar serviços ancilares (papel de prestador de serviços). Sua classificação no setor elétrico brasileiro (e também em todo o mundo) ainda não é clara; veículos elétricos podem também atuar como fornecedores de energia elétrica para a rede no horário da ponta (V2G ? ?vehicle to grid discharging?) e estações de recarga rápida apresentam grandes demandas de infraestrutura e necessitam ainda ser regulamentadas no Brasil;
    4) A avaliação dos benefícios econômicos associados a todos os possíveis papéis que um sistema de armazenamento pode desempenhar (um investimento = múltiplas funções). Avaliar cenários de redução de custos associados a economias de escala na implantação, avanços tecn.

    Integrantes: Helena Flavia Naspolini - Integrante / Ricardo Rüther - Coordenador / Lucas Nascimento - Integrante / Alexandre Montenegro - Integrante / Manfred Kratzemberg - Integrante / Clarissa Debiazi Zomer - Integrante / Ivo Barbi - Integrante / Alvaro Della Justine do Nascimento - Integrante / Eduardo Martins Deschamps - Integrante / Pedro Henrique Alves Veríssimo - Integrante / Juilo Cesar Trevisan Dal Ben - Integrante / Kathlen Schneider - Integrante / André Luiz Prado Cechinel - Integrante / Bernardo Meyer Hickel - Integrante / Isadora Pauli Custódio - Integrante / Rafael Antunes Campos - Integrante / Juliane Almeida - Integrante / Augusto Manfroi Medeiros - Integrante / Andrigo Filippo Gonsalvez - Integrante / Aline Kirsten Vidal de Oliveira - Integrante / Carlos Eduardo Possamai - Integrante / Giuliano Luchetta Martins - Integrante / Jesiel da Luz Ferro - Integrante / Marilia Braga - Integrante.

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.
  • 2016 - 2020 - Geração distribuída urbana (GD) com sistemas solares fotovoltaicos descentralizados e armazenamento de curto prazo: serviços ancilares para estabilidade da rede, avaliação dos impactos para a distribuidora e desenvolvimento de novos modelos de negócio

    Descrição: Este projeto de P&D de geração distribuída (GD) utilizando a tecnologia solar fotovoltaica com armazenamento de curto prazo, é apresentado pela EDP e UFSC para ser desenvolvido num período de 36 meses e em cinco etapas descritas na metodologia, com os seguintes objetivos e metas:
    a) Ano 1: Avaliar e selecionar a região/regiões nas áreas de concessão da EDP (EDPEscelsa no estado do Espírito Santo e EDPBandeirante no estado de São Paulo) mais adequadas para a implantação de um projeto piloto de GD solar com acumulação de curto prazo;
    b) Ano 1: Definir o porte, tecnologia e quantidade das instalações de GD solar, num total de cerca de 260 kWp em sistemas solares fotovoltaicos instalados em UCs residenciais (individuais e comunitárias) e comerciais de pequeno porte;
    c) Ano 1: Definir o porte, tecnologia e quantidade dos sistemas de armazenamento de curto prazo, num total de 420 kWh de capacidade instalados em UCs residenciais (individuais e comunitárias) e comerciais de pequeno porte;
    d) Ano 1: Projetar, especificar e aquirir equipamentos, instalar, operar e monitorar os geradores solares fotovoltaicos, armazenamento de curto prazo e sistemas de aquisição de dados em UCs residenciais (individuais e comunitárias) e comerciais de pequeno porte;
    e) Ano 2: Monitorizar a GD solar instalada por período mínimo de 12 meses; iniciar a qualificação de dados medidos e avaliar os resultados obtidos a partir da instalação e monitorização de equipamentos no Ano I; avaliar os impactos da GD solar fotovoltaica dispersa nos sistemas de distribuição na área de concessão da EDP;
    f) Anos I a III: Realizar estudo e preparar modelos de negócios inovadores para a GD solar com armazenamento de curto prazo em ambiente de Tarifa Branca, validados com os resultados obtidos através da medição real;
    g) Ano 3: Avaliar os resultados de desempenho técnico e econômico da GD solar com armazenamento de curto prazo; estudar e propor serviços ancilares para estabilidade da rede por meio do controle de tensão e fator de potência dos inversores, além do despacho das baterias; calibrar os modelos de negócios a partir dos resultados obtidos; publicar os resultados obtidos, realizar uma ou duas defesas de tese de doutorado no contexto dos resultados obtidos.

    Integrantes: Helena Flavia Naspolini - Integrante / Ricardo Rüther - Coordenador / Ernesto de Freitas Moscardini Júnior - Integrante / Lucas Nascimento - Integrante / Alexandre Montenegro - Integrante / Manfred Kratzemberg - Integrante / Clarissa Debiazi Zomer - Integrante / Gustavo Xavier de Andrade Pinto - Integrante / Ivo Barbi - Integrante / Alvaro Della Justine do Nascimento - Integrante / Eduardo Martins Deschamps - Integrante / Pedro Henrique Alves Veríssimo - Integrante / Juilo Cesar Trevisan Dal Ben - Integrante / Kathlen Schneider - Integrante.

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.
  • 2016 - 2020 - UFSC SOLAR

    Descrição: O objetivo deste projeto é fazer a gestão das faturas de energia elétrica das unidades consumidoras integrantes do Campus Trindade da Universidade Federal de Santa Catarina e definir um programa de integração da geração solar fotovoltaica para o Campus Trindade da UFSC, visando reduzir suas despesas com energia elétrica.
    a) Ano 1: Análise dos contratos e das faturas de energia elétrica das unidades consumidoras integrantes do Campus Trindade da UFSC e definição da forma de contratação e de gestão a ser adotada;
    b) Ano 1: Definição da localização, especificação de equipamentos da Estação Meteorológica e Solarimétrica a ser instalada no Campus Trindade da UFSC;
    c) Ano 1: Definição da localização, porte, tecnologia e quantidade de sistemas fotovoltaicos a serem instalados;
    d) Ano 1: Definição de equipamentos para o monitoramento de grandezas meteorológicas, solarimétricas e elétricas para analisar o desempenho da geração solar fotovoltaica;
    e) Ano 2: Avaliação da viabilidade de integração da geração solar fotovoltaica na rede da distribuidora de energia elétrica;
    f) Ano 2: Avaliação da contribuição energética e dos impactos da geração fotovoltaica distribuída sobre a demanda de unidades consumidoras localizadas no Campus Trindade da UFSC;
    g) Ano 3: Avaliação do desempenho técnico e econômico da solução proposta.

    Integrantes: Helena Flávia Naspolini - Coordenadora / Gustavo Xavier de Andrade Pinto - Integrante / Isadora Pauli Custódio - Integrante / RÜTHER, RICARDO - Integrante / Juliane Almeida - Integrante / Danilo Grigoletto Neto - Integrante / Rafael Henrique Osmari - Integrante / Julio Boing Neto - Integrante / Marcelo Ramos Hoffmann - Integrante / Gustavo Campos Santos - Integrante.

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.
  • 2014 - 2017 - Avaliação técnica e econômica da agregação da energia solar fotovoltaica à edificação.

    Descrição: Este trabalho tem como objetivo avaliar, segundo critérios técnicos e econômicos, a agregação da energia solar fotovoltaica à edificação através do uso de metodologias de medição da demanda e da energia elétrica consumida e da geração fotovoltaica agregada à edificação. Os dados serão explorados e as simulações realizadas através de planilhas do Excel do Pacote Office da Microsoft. O programa a ser desenvolvido consiste de uma pasta de trabalho do Microsoft Office Excel e compõe-se de diversas planilhas. A sequência de entrada de dados e a comunicação entre as planilhas elaboradas em Visual Basic será executada através de controles que ativam subrotinas (Macros).

    Integrantes: Helena Flávia Naspolini - Coordenadora / Ricardo Rüther - Integrante / Eduardo Henrique Tudisco Favaretto - Integrante / Gustavo Xavier de Andrade Pinto - Integrante / Julio Boing Neto - Integrante

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.
  • 2012 - 2016 - Implantação de usina solar fotovoltaica (FV) de 3 MWp e avaliação do desempenho técnico e econômico da geração solar fotovoltaica em diferentes condições climáticas na matriz energética brasileira.

    Descrição: Instalação de 8 Módulos de Avaliação com 7 tecnologias FV e estações Solarimétricas em 8 localidades com diferentes climas. Instalação de usina fotovoltaica de 3 MWp com 3 tecnologias consolidadas. Avaliação técnica e econômica, validação do modelo de previsão de geração de curto prazo e capacitação de recursos humanos. O projeto se justifica pela avaliação técnica e econômica, em 8 climas distintos no Brasil, de 7 tecnologias FV comercialmente disponíveis, contribuindo para o acúmulo de experiências e formação de RH. O projeto inclui a cooperação internacional com instituições de renome no uso da energia FV, cuja experiência será adaptada na proposição de Normas Técnicas e alterações necessárias para a regulação e legislação do setor, para otimizar a inserção FV na matriz elétrica nacional. Os resultados revelarão em detalhes os custos de geração FV e o horizonte de viabilidade econômica. Dada a intermitência do recurso solar, a validação do modelo de previsão de geração FV em desenvolvimento na UFSC, em parceria com o Instituto Nacional de Pesquisas Espacias - INPE, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (Alemanha) e Solar Energy Research Institute of Singapore (Cingapura), será estratégica quando a energia FV aumentar sua penetração e fizer parte do planejamento do setor elétrico nacional. A UFSC pesquisa a geração FV conectada à rede elétrica desde 1997. As pesquisas correlatas podem ser encontradas em http://www.fotovoltaica.ufsc.br/producao-cientifica e http://www.fotovoltaica.ufsc.br/projetos. A equipe inclui profissionais com formação e experiência em vários aspectos relacionados à tecnologia FV. Com recursos do Ministério de Ciência e Tecnologia, a UFSC irá construir o Centro Multiusuário de Capacitação e Aplicação da Energia Solar Fotovoltaica. Esta área servirá de capacitação laboratorial e treinamento em RH e é apresentada como contrapartida

    Integrantes: Ricardo Rüther - Coordenador / Helena Flavia Naspolini - Integrante / Lucas Nascimento - Integrante / Trajano Viana - Integrante / Alexandre Montenegro - Integrante / Isis Portolan Santos - Integrante / Manfred Kratzemberg - Integrante / Ernesto Moscardini Júnior - Integrante / Clarissa Debiazi Zomer - Integrante / Marcela dos Reis Costa - Integrante / Luis R. Ribeiro C. dos Santos - Integrante / Marcos Ribas - Integrante / André Maria Nobre - Integrante / Anelise Medeiros Pires - Integrante / Gustavo Xavier de Andrade Pinto - Integrante / Julio Boing Neto / Integrante

    Finaciador(es): Tractebel Energia.
  • 2012 - 2015 - Impactos da agregação da energia solar térmica sobre o custo do banho quente.

    Descrição: Este projeto tem por objetivo avaliar, sob a ótica do setor elétrico e do consumidor final, os impactos proporcionados pelo preaquecimento solar da água sobre o custo do banho quente, através de técnicas de medição e verificação da demanda e energia elétrica consumida por um grupo de sistemas de aquecimento solar monitorados.

    Integrantes: Helena Flávia Naspolini, Renato Matta Machado..

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.
  • 2008 - 2011 - Agregação da Energia Solar ao Aquecimendo da Água para o Banho.

    Descrição: Este trabalho tem como objetivo avaliar, segundo critérios técnicos e econômicos, o potencial da agregação da energia solar térmica para fins de aquecimento da água para o banho humano, utilizando metodologias de medição e de verificação da demanda e da energia elétrica consumida por um grupo estatísticamente representativo de sistemas de aquecimento solar monitorados, instalados em unidades residenciais de baixa renda.

    Integrantes: Helena Flávia Naspolini, Ricardo Rüther.

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.
  • 2006 - 2007 - Eficientização de Sistemas de Iluminação de Estabelecimentos Escolares

    Descrição: Este projeto analisou o desempenho de 129 escolas da rede pública estadual de Santa Catarina, submetidas ao Programa de Eficiência Energética em Sistemas de IIuminação, intitulado "Escola + Clara", proposto à ANEEL pela Celesc Distribuição S.A. e Secretaria de Estado da Educação, Ciência e Tecnologia do Governo de Santa Catarina, ciclo 2003/2004, frente à nível de iluminamento, redução esperada do consumo de energia elétrica em ponta e fora desta, redução da demanda de ponta, custos, relação de custo-benefício do projeto, sob a ótica do consumidor final e sob a ótica da sociedade. Os resultados alcançados demonstraram a viabilidade técnica e econômica das ações efetuadas, tanto sob a òtica do consumidor final como sob a ótica da sociedade.

    Integrantes: Cornélio Celso de Brasil Camargo, Helena Flávia Naspolini.

    Finaciador(es): EngenSeg Engenharia e Segurança do Trabalho LTDA, Centrais Elétricas de Santa Catarina S/A.
  • 2005 - 2006 - Ítens de Verificação e Parâmetros de Aceitação à Verificação da Conformidade de Instalações Elétricas

    Descrição: Este projeto consistiu em identificar os ítens de Verificação e quantificar os Parâmetros de Aceitação à Verificação da Conformidade de instalações elétricas às prescrições das respectivas Normas Técnicas: NBR 5410 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão, NBR 14039 - Instalações Elétricas de Média Tensão de 1,0 a 36,2 kV, NR 10 - Instalações e Serviços em Eletricidade, NBR 13534 - Instalações Elétricas em Ambientes Assistenciais de Saúde - Requisitos para a Segurança, NBR 13570 - Instalações Elétricas em Locais de Afluência de Público- Requisitos Específicos, NBR 5419 - Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas, NBR 10898 - Sistemas de Iluminação de Emergência, NBR 9441 - Execução de Sistemas de Detecção e Alarme de Incêndio, NBR 13434 - Sinalização de Segurança Contra Incêndio e Pânico.

    Integrantes: Helena Flávia Naspolini.

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.
  • 2002 - 2004 - Conformidade de instalações Elétricas à NBR5410

    Descrição: Este projeto apresenta Sugestões de Adequação dos Procedimentos Vigentes nas etapas de projeto e execução de Instalações Elétricas de Baixa Tensão, através da Implantação do Certificado de Conformidade, com o objetivo de Garantir o Cumprimento das Condições Exigidas pela NBR 5410.

    Integrantes: Helena Flávia Naspolini.

    Finaciador(es): Universidade Federal de Santa Catarina.