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.