Central fotovoltaica - Photovoltaic power station

Uma estação de energia fotovoltaica , também conhecida como parque solar , fazenda solar ou usina de energia solar, é um sistema fotovoltaico de grande escala (sistema fotovoltaico) projetado para fornecer energia comercial à rede elétrica . Eles são diferenciados da maioria das aplicações de energia solar montadas em edifícios e outras descentralizadas porque fornecem energia no nível da concessionária , em vez de para um usuário ou usuários locais. A expressão genérica solar em escala utilitária é algumas vezes usada para descrever este tipo de projeto.

A fonte de energia solar é através de módulos fotovoltaicos que convertem luz diretamente em eletricidade. No entanto, isso difere e não deve ser confundido com energia solar concentrada , a outra tecnologia de geração solar em grande escala, que usa o calor para acionar uma variedade de sistemas geradores convencionais. Ambas as abordagens têm suas próprias vantagens e desvantagens, mas até o momento, por uma variedade de razões, a tecnologia fotovoltaica tem visto um uso muito mais amplo no campo. Em 2019, os sistemas concentradores representavam cerca de 3% da capacidade de energia solar em escala de serviço público.

Em alguns países, a capacidade nominal de uma usina fotovoltaica é avaliada em megawatt-pico (MW p ), que se refere à produção de energia CC máxima teórica do painel solar . Em outros países, o fabricante dá a superfície e a eficiência. No entanto, Canadá, Japão, Espanha e Estados Unidos geralmente especificam o uso da saída de energia nominal inferior convertida em MW AC , uma medida diretamente comparável a outras formas de geração de energia. Uma terceira e menos comum classificação é o megavolt-amperes (MVA). A maioria dos parques solares são desenvolvidos em uma escala de pelo menos 1 MW p . Em 2018, as maiores usinas fotovoltaicas em operação do mundo ultrapassavam 1 gigawatt . No final de 2019, cerca de 9.000 plantas com uma capacidade combinada de mais de 220 GW AC eram parques solares maiores que 4 MW AC (escala de serviço público).

A maioria das usinas fotovoltaicas de grande escala existentes pertence e é operada por produtores de energia independentes , mas o envolvimento de projetos de propriedade da comunidade e de concessionárias está aumentando. Até o momento, quase todos foram apoiados, pelo menos em parte, por incentivos regulatórios, como tarifas feed-in ou créditos fiscais , mas como os custos nivelados caíram significativamente na última década e a paridade da rede foi alcançada em um número crescente de mercados, pode não demorar muito para que os incentivos externos deixem de existir.

História

Serpa Solar Park construído em Portugal em 2006

O primeiro parque solar de 1 MW p foi construído pela Arco Solar em Lugo perto de Hesperia, Califórnia, no final de 1982, seguido em 1984 por uma instalação de 5,2 MW p em Carrizo Plain . Ambos foram desativados, embora Carrizo Plain seja o local de várias grandes usinas que estão sendo construídas ou planejadas. A próxima etapa seguiu as revisões de 2004 das tarifas feed-in na Alemanha, quando um volume substancial de parques solares foi construído.

Várias centenas de instalações acima de 1 MW p foram instaladas desde então na Alemanha, das quais mais de 50 são acima de 10 MW p . Com a introdução de tarifas feed-in em 2008, a Espanha se tornou brevemente o maior mercado, com cerca de 60 parques solares com mais de 10 MW, mas esses incentivos foram retirados desde então. Os EUA, China, Índia, França, Canadá, Austrália e Itália, entre outros, também se tornaram mercados importantes, conforme mostra a lista de usinas fotovoltaicas .

Os maiores sites em construção têm capacidades de centenas de MW p e alguns mais de 1 GW p .

Localização e uso do solo

Distribuição em mosaico das usinas fotovoltaicas (PV) na paisagem do sudeste da Alemanha

A área de terreno necessária para uma saída de energia desejada varia em função da localização e da eficiência dos módulos solares, da inclinação do local e do tipo de montagem utilizada. Painéis solares de inclinação fixa usando módulos típicos de cerca de 15% de eficiência em locais horizontais, precisam de cerca de 1 hectare / MW nos trópicos e este número aumenta para mais de 2 hectares no norte da Europa.

Por causa da sombra mais longa que a matriz projeta quando inclinada em um ângulo mais íngreme, esta área é normalmente cerca de 10% maior para uma matriz de inclinação ajustável ou um rastreador de eixo único e 20% maior para um rastreador de 2 eixos, embora esses números variem dependendo da latitude e topografia.

Os melhores locais para parques solares em termos de uso da terra são considerados áreas de brown field, ou onde não há outro uso valioso da terra. Mesmo em áreas cultivadas, uma proporção significativa do local de uma fazenda solar também pode ser dedicada a outros usos produtivos, como cultivo de safras ou biodiversidade. A mudança na insolação solar afeta a temperatura local. Um estudo afirma um aumento de temperatura devido ao efeito da ilha de calor , e outro estudo afirma que os arredores ficam mais frios.

Agrivoltaica

A Agrivoltaics está co-desenvolvendo a mesma área de terra tanto para energia solar fotovoltaica quanto para agricultura convencional . Um estudo recente descobriu que o valor da eletricidade gerada pelo sol, juntamente com a produção de safras tolerantes à sombra, criou um aumento de mais de 30% no valor econômico de fazendas que implantam sistemas agrivoltaicos em vez da agricultura convencional.

Colocação

Em alguns casos, várias estações de energia solar diferentes, com proprietários e empreiteiros separados, são desenvolvidas em locais adjacentes. Isso pode oferecer a vantagem de os projetos compartilharem os custos e os riscos da infraestrutura do projeto, como conexões à rede e aprovação de planejamento. Os parques solares também podem ser co-localizados com os parques eólicos.

Às vezes, o título 'parque solar' é usado para descrever um conjunto de estações de energia solar individuais, que compartilham locais ou infraestrutura, e 'cluster' é usado onde várias usinas estão localizadas nas proximidades, sem nenhum recurso compartilhado. Alguns exemplos de parques solares são o Charanka Solar Park , onde existem 17 projetos de geração diferentes; Neuhardenberg, com onze usinas, e o parque solar Golmud com capacidade total relatada de mais de 500 MW. Um exemplo extremo é chamar todas as fazendas solares no estado de Gujarat, na Índia, de um único parque solar, o Parque Solar de Gujarat .

Tecnologia

A maioria dos parques solares são sistemas fotovoltaicos montados no solo , também conhecidos como usinas de energia solar de campo livre. Eles podem ter inclinação fixa ou usar um rastreador solar de eixo único ou duplo . Embora o rastreamento melhore o desempenho geral, também aumenta o custo de instalação e manutenção do sistema. Um inversor solar converte a saída de energia do array de DC para AC , e a conexão com a rede elétrica é feita por meio de um transformador elevador trifásico de alta tensão de 10  kV ou mais.

Arranjos de painéis solares

Os painéis solares são os subsistemas que convertem a luz que entra em energia elétrica. Eles compreendem uma infinidade de módulos solares , montados em estruturas de suporte e interconectados para fornecer uma saída de energia aos subsistemas eletrônicos de condicionamento de energia.

Uma minoria de parques solares de grande escala é configurada em edifícios e, portanto, usa painéis solares montados em edifícios . A maioria são sistemas de campo livre usando estruturas montadas no solo, geralmente de um dos seguintes tipos:

Matrizes fixas

Muitos projetos usam estruturas de montagem onde os módulos solares são montados em uma inclinação fixa calculada para fornecer o perfil de produção anual ideal. Os módulos são normalmente orientados para o Equador, em um ângulo de inclinação ligeiramente menor que a latitude do local. Em alguns casos, dependendo dos regimes climáticos, topográficos ou de preços de eletricidade locais, diferentes ângulos de inclinação podem ser usados ​​ou as matrizes podem ser deslocadas do eixo leste-oeste normal para favorecer a produção matinal ou noturna.

Uma variante desse projeto é o uso de matrizes, cujo ângulo de inclinação pode ser ajustado duas ou quatro vezes ao ano para otimizar a produção sazonal. Eles também exigem mais área de terra para reduzir o sombreamento interno no ângulo de inclinação mais íngreme do inverno. Como o aumento na produção é normalmente de apenas alguns por cento, raramente justifica o aumento do custo e da complexidade desse projeto.

Rastreadores de eixo duplo

Bellpuig Solar Park perto de Lerida, Espanha, usa rastreadores de 2 eixos montados em postes

Para maximizar a intensidade da radiação direta incidente, os painéis solares devem ser orientados normalmente aos raios solares. Para conseguir isso, as matrizes podem ser projetadas usando rastreadores de dois eixos , capazes de rastrear o sol em sua órbita diária no céu e conforme sua elevação muda ao longo do ano.

Essas matrizes precisam ser espaçadas para reduzir o inter-sombreamento conforme o sol se move e as orientações da matriz mudam, portanto, precisam de mais área de terra. Eles também requerem mecanismos mais complexos para manter a superfície da matriz no ângulo necessário. O aumento da produção pode ser da ordem de 30% em locais com altos níveis de radiação direta , mas o aumento é menor em climas temperados ou com radiação difusa mais significativa , devido às condições nubladas. Por esse motivo, os rastreadores de eixo duplo são mais comumente usados ​​em regiões subtropicais e foram implantados pela primeira vez em escala de serviço público na fábrica de Lugo.

Rastreadores de eixo único

Uma terceira abordagem atinge alguns dos benefícios de produção do rastreamento, com uma penalidade menor em termos de área de terra, capital e custo operacional. Isso envolve rastrear o sol em uma dimensão - em sua jornada diária pelo céu - mas não se ajustar às estações. O ângulo do eixo é normalmente horizontal, embora alguns, como o parque solar na Base da Força Aérea de Nellis, que tem uma inclinação de 20 °, inclinem o eixo em direção ao equador em uma orientação norte-sul - efetivamente um híbrido entre rastreamento e fixo inclinar.

Os sistemas de rastreamento de eixo único são alinhados ao longo dos eixos aproximadamente de norte a sul. Alguns usam ligações entre as fileiras para que o mesmo atuador possa ajustar o ângulo de várias fileiras ao mesmo tempo.

Conversão de energia

Os painéis solares produzem eletricidade em corrente contínua (DC), portanto, os parques solares precisam de equipamentos de conversão para convertê-la em corrente alternada (AC), que é a forma transmitida pela rede elétrica. Esta conversão é feita por inversores . Para maximizar sua eficiência, as usinas de energia solar também incorporam rastreadores de ponto de potência máxima (rastreamento MPP) , seja dentro dos inversores ou como unidades separadas. Esses dispositivos mantêm cada sequência de painéis solares perto de seu ponto de potência de pico .

Existem duas alternativas principais para configurar este equipamento de conversão; inversores centralizados e string, embora em alguns casos individuais, ou microinversores . Os inversores únicos permitem otimizar a saída de cada painel, e vários inversores aumentam a confiabilidade, limitando a perda de saída quando um inversor falha.

Inversores centralizados

Waldpolenz Solar Park é dividido em blocos, cada um com um inversor centralizado

Essas unidades têm capacidade relativamente alta, normalmente da ordem entre 1 MW até 7 MW para unidades mais novas (2020), portanto, elas condicionam a produção de um bloco substancial de painéis solares, talvez até 2 hectares (4,9 acres) de área. Os parques solares que usam inversores centralizados são frequentemente configurados em blocos retangulares discretos, com o inversor relacionado em um canto ou no centro do bloco.

Inversores de string

Os inversores de string são substancialmente mais baixos em capacidade do que os inversores centrais, da ordem de 10 kW a 250 KW para modelos mais novos (2020), e condicionam a saída de uma única string de matriz. Isso normalmente é um todo ou parte de uma fileira de painéis solares dentro da planta como um todo. Os inversores de string podem aumentar a eficiência de parques solares, onde diferentes partes do conjunto estão experimentando diferentes níveis de insolação, por exemplo, quando dispostos em diferentes orientações ou compactados para minimizar a área do local.

Transformadores

Os inversores sistema tipicamente proporcionar uma saída de energia com voltagens da ordem de 480 V AC até 800 V AC . As redes de eletricidade operam com tensões muito mais altas da ordem de dezenas ou centenas de milhares de volts, então transformadores são incorporados para fornecer a saída necessária para a rede. Devido ao longo tempo de espera, a Fazenda Solar de Long Island optou por manter um transformador sobressalente no local, pois a falha do transformador teria mantido a fazenda solar desligada por um longo período. Os transformadores normalmente têm uma vida útil de 25 a 75 anos e normalmente não precisam ser substituídos durante a vida útil de uma estação de energia fotovoltaica.

Performance do sistema

Estação de energia no condado de Glynn, Geórgia

O desempenho de um parque solar é função das condições climáticas, dos equipamentos utilizados e da configuração do sistema. A entrada de energia primária é a irradiância de luz global no plano das matrizes solares, e esta, por sua vez, é uma combinação da radiação direta e difusa. Em algumas regiões, a sujeira , ou seja, o acúmulo de poeira ou material orgânico nos painéis solares que bloqueiam a luz incidente, é um fator de perda significativo.

Um fator determinante do rendimento do sistema é a eficiência de conversão dos módulos solares, que dependerá, em particular, do tipo de célula solar utilizada.

Haverá perdas entre a saída DC dos módulos solares e a energia AC fornecida à rede, devido a uma ampla gama de fatores, como perdas por absorção de luz, incompatibilidade, queda de tensão do cabo, eficiências de conversão e outras perdas parasitas. Um parâmetro denominado 'índice de desempenho' foi desenvolvido para avaliar o valor total dessas perdas. A taxa de desempenho fornece uma medida da potência CA de saída fornecida como uma proporção da potência CC total que os módulos solares devem ser capazes de fornecer sob as condições climáticas ambientais. Em parques solares modernos, a taxa de desempenho deve ser normalmente superior a 80%.

Degradação do sistema

A produção dos primeiros sistemas fotovoltaicos diminuiu em até 10% / ano, mas em 2010 a taxa de degradação média era de 0,5% / ano, com módulos feitos após 2000 tendo uma taxa de degradação significativamente menor, de modo que um sistema perderia apenas 12% de sua desempenho de produção em 25 anos. Um sistema com módulos que degradam 4% / ano perderá 64% de sua produção durante o mesmo período. Muitos fabricantes de painéis oferecem uma garantia de desempenho, normalmente 90% em dez anos e 80% em 25 anos. A produção de todos os painéis é normalmente garantida em mais ou menos 3% durante o primeiro ano de operação.

O negócio de desenvolver parques solares

Westmill Solar Park é a maior estação de energia solar de propriedade da comunidade

As usinas de energia solar são desenvolvidas para fornecer eletricidade comercial à rede como uma alternativa a outras usinas de geração renovável, fóssil ou nuclear.

O proprietário da usina é um gerador de eletricidade. A maioria das usinas de energia solar hoje é propriedade de produtores independentes de energia (IPP), embora algumas sejam detidas por investidores ou concessionárias de serviços públicos comunitários .

Alguns desses produtores de energia desenvolvem seu próprio portfólio de usinas, mas a maioria dos parques solares são inicialmente projetados e construídos por desenvolvedores de projetos especializados. Normalmente, o desenvolvedor planejará o projeto, obterá consentimento de planejamento e conexão e providenciará o financiamento para o capital necessário. O trabalho de construção propriamente dito é normalmente contratado por um ou mais empreiteiros EPC (engineering, procurement and construction).

Os principais marcos no desenvolvimento de uma nova usina fotovoltaica são a aprovação do planejamento, a aprovação da conexão à rede, o fechamento financeiro, a construção, a conexão e o comissionamento. Em cada estágio do processo, o desenvolvedor será capaz de atualizar as estimativas do desempenho e custos previstos da planta e os retornos financeiros que ela deve ser capaz de entregar.

Aprovação de planejamento

As usinas fotovoltaicas ocupam pelo menos um hectare para cada megawatt de produção nominal, portanto requerem uma área de terra substancial; que está sujeito à aprovação de planejamento. As chances de obter consentimento e o tempo, custo e condições relacionados, variando de jurisdição para jurisdição e de local para local. Muitas aprovações de planejamento também aplicarão condições no tratamento do local após a estação ter sido desativada no futuro. Uma avaliação profissional de saúde, segurança e meio ambiente geralmente é realizada durante o projeto de uma estação de energia fotovoltaica, a fim de garantir que a instalação seja projetada e planejada de acordo com todos os regulamentos de HSE .

Ligação à rede

A disponibilidade, localidade e capacidade da conexão à rede é uma consideração importante no planejamento de um novo parque solar e pode ser um contribuinte significativo para o custo.

A maioria das estações está localizada a poucos quilômetros de um ponto de conexão de rede adequado. Esta rede deve ser capaz de absorver a produção do parque solar ao operar em sua capacidade máxima. O desenvolvedor do projeto normalmente terá que absorver o custo de fornecer linhas de energia até este ponto e fazer a conexão; além de quaisquer custos associados à atualização da rede, para que ela possa acomodar a produção da planta.

Operação e manutenção

Uma vez que o parque solar tenha sido comissionado, o proprietário geralmente celebra um contrato com uma contraparte adequada para realizar a operação e manutenção (O&M). Em muitos casos, isso pode ser realizado pelo contratante EPC original.

Os sistemas de estado sólido confiáveis ​​das usinas solares exigem manutenção mínima, em comparação com máquinas rotativas, por exemplo. Um aspecto importante do contrato de O&M será o monitoramento contínuo do desempenho da planta e de todos os seus subsistemas primários, o que normalmente é realizado remotamente. Isso permite que o desempenho seja comparado com a produção prevista nas condições climáticas realmente experimentadas. Ele também fornece dados para permitir a programação de retificação e manutenção preventiva. Um pequeno número de grandes parques solares usa um inversor ou maximizador separado para cada painel solar, que fornece dados de desempenho individuais que podem ser monitorados. Para outras fazendas solares, a geração de imagens térmicas é uma ferramenta usada para identificar painéis que não funcionam para substituição.

Entrega de energia

A receita de um parque solar deriva das vendas de eletricidade para a rede e, portanto, sua produção é medida em tempo real com leituras de sua produção de energia fornecida, normalmente em uma base de meia hora, para balanceamento e liquidação no mercado de eletricidade.

A receita é afetada pela confiabilidade dos equipamentos dentro da planta e também pela disponibilidade da rede da rede para a qual está exportando. Alguns contratos de conexão permitem que o operador do sistema de transmissão restrinja a produção de um parque solar, por exemplo, em momentos de baixa demanda ou alta disponibilidade de outros geradores. Alguns países estabelecem disposições legais para o acesso prioritário à rede para geradores renováveis, como a Diretiva Europeia de Energias Renováveis .

Economia e finanças

Nos últimos anos, a tecnologia PV melhorou sua eficiência de geração de eletricidade , reduziu o custo de instalação por watt e também o tempo de retorno de energia (EPBT). Ela atingiu a paridade de rede em pelo menos 19 mercados diferentes até 2014 e, posteriormente, na maior parte do mundo para se tornar uma fonte viável de energia convencional.

À medida que os custos da energia solar atingiram a paridade com a rede, os sistemas fotovoltaicos foram capazes de oferecer energia de forma competitiva no mercado de energia. Os subsídios e incentivos, necessários para estimular o mercado inicial, conforme detalhado a seguir, foram progressivamente substituídos por leilões e licitações, levando a novas reduções de preços.

Custos de energia competitivos de energia solar em escala de serviço público

A melhoria da competitividade da energia solar em escala de utilidade tornou-se mais visível à medida que os países e as concessionárias de energia introduziram leilões para nova capacidade de geração. Alguns leilões são reservados para projetos solares, enquanto outros são abertos a uma gama mais ampla de fontes.

Os preços revelados por esses leilões e licitações resultaram em preços altamente competitivos em muitas regiões. Entre os preços cotados estão:

Preços competitivos de energia alcançados por usinas fotovoltaicas em escala de serviços públicos em leilões de energia renovável
Encontro País Agência Menor preço Equivalente US ¢ / kWh Referência
Outubro de 2017 Arábia Saudita Escritório de Desenvolvimento de Projetos de Energia Renovável US $ 17.9 / MWh US ¢ 1,79 / kWh
Novembro de 2017 México CENACE US $ 17,7 / MWh US ¢ 1,77 / kWh
Março de 2019 Índia Solar Energy Corporation of India INR 2,44 / kWh US ¢ 3,5 / kWh
Julho de 2019 Brasil Agencia Nacional de Energía Eléctrica BRL 67,48 / MWh US ¢ 1,752 / kWh
Julho de 2020 Abu Dhabi, Emirados Árabes Unidos Abu Dhabi Power Corporation AED fils 4.97 / kWh US ¢ 1,35 / kWh
Agosto de 2020 Portugal Direcção-Geral de Energia e Geologia € 0,01114 / kWh US ¢ 1,327 / kWh
Novembro de 2020 Japão METI ¥ 10,00 / kWh US ¢ 9,5 / kWh
Dezembro de 2020 Índia Gujarat Urja Vikas Nigam INR 1,99 / kWh US ¢ 2,69 / kWh

Paridade da grade

As usinas solares tornaram-se progressivamente mais baratas nos últimos anos e espera-se que essa tendência continue. Enquanto isso, a geração tradicional de eletricidade está se tornando cada vez mais cara. Essas tendências levaram a um ponto de cruzamento quando o custo nivelado da energia dos parques solares, historicamente mais caro, igualou ou superou o custo da geração de eletricidade tradicional. Este ponto depende de localizações e outros fatores e é comumente referido como paridade de grade.

Para as centrais solares comerciais, onde a eletricidade é vendida na rede de transmissão de eletricidade, o custo nivelado da energia solar terá de corresponder ao preço da eletricidade no atacado. Este ponto às vezes é chamado de 'paridade de grade no atacado' ou 'paridade de barramento'.

Alguns sistemas fotovoltaicos, como instalações em telhados, podem fornecer energia diretamente para um usuário de eletricidade. Nestes casos, a instalação pode ser competitiva quando o custo de produção corresponde ao preço pelo qual o usuário paga pelo seu consumo de eletricidade. Esta situação é às vezes chamada de 'paridade de rede de varejo', 'paridade de soquete' ou 'paridade de rede dinâmica'. Pesquisa realizada pela UN-Energy em 2012 sugere que áreas de países ensolarados com altos preços de eletricidade, como Itália, Espanha e Austrália, e áreas que usam geradores a diesel, alcançaram a paridade da rede de varejo.

Os preços dos sistemas fotovoltaicos instalados mostram variações regionais, mais do que células solares e painéis, que tendem a ser commodities globais. Em 2013, os preços do sistema em escala de serviço público em mercados altamente penetrados, como China e Alemanha, foram mais baixos ($ 1,40 / W) do que nos Estados Unidos ($ 3,30 / W). A IEA explica essas discrepâncias devido a diferenças nos "custos suaves", que incluem aquisição de clientes, licenciamento, inspeção e interconexão, mão de obra de instalação e custos de financiamento. As variações regionais foram reduzidas ou alteradas conforme os mercados cresceram com o preço do sistema dos EUA caindo para US $ 1,25 / W em 2016.

Mecanismos de incentivo

Nos anos anteriores ao alcance da paridade da rede em muitas partes do mundo, as estações geradoras de energia solar precisavam de alguma forma de incentivo financeiro para competir pelo fornecimento de eletricidade. Muitas legislaturas em todo o mundo introduziram esses incentivos para apoiar a implantação de usinas de energia solar.

Tarifas feed-in

As tarifas feed-in são preços designados que devem ser pagos pelas empresas de serviços públicos para cada quilowatt-hora de eletricidade renovável produzida por geradores qualificados e inseridos na rede. Essas tarifas normalmente representam um prêmio sobre os preços da eletricidade no atacado e oferecem um fluxo de receita garantido para ajudar o produtor de energia a financiar o projeto.

Padrões de portfólio renováveis ​​e obrigações do fornecedor

Esses padrões são obrigações das empresas de serviços públicos de fornecer uma parte de sua eletricidade de geradores renováveis. Na maioria dos casos, eles não prescrevem qual tecnologia deve ser usada e a concessionária é livre para selecionar as fontes renováveis ​​mais adequadas.

Existem algumas exceções em que as tecnologias solares são alocadas em uma proporção do RPS no que às vezes é chamado de 'reserva solar'.

Garantias de empréstimos e outros incentivos de capital

Alguns países e estados adotam incentivos financeiros menos direcionados, disponíveis para uma ampla gama de investimentos em infraestrutura, como o esquema de garantia de empréstimos do Departamento de Energia dos EUA, que estimulou uma série de investimentos na usina de energia solar em 2010 e 2011.

Créditos fiscais e outros incentivos fiscais

Outra forma de incentivo indireto que tem sido utilizada para estimular o investimento em usinas de energia solar foram os créditos fiscais à disposição dos investidores. Em alguns casos, os créditos estavam vinculados à energia produzida pelas instalações, como os Créditos Tributários à Produção. Em outros casos, os créditos estavam relacionados ao investimento de capital, como os créditos fiscais de investimento

Programas internacionais, nacionais e regionais

Além dos incentivos comerciais de mercado livre, alguns países e regiões têm programas específicos para apoiar a implantação de instalações de energia solar.

A União Europeia 's Directiva Renováveis estabelece metas para aumentar os níveis de implantação das energias renováveis em todos os Estados membros. Cada um foi obrigado a desenvolver um Plano de Ação Nacional para as Energias Renováveis mostrando como essas metas seriam cumpridas, e muitos deles têm medidas de apoio específicas para a implantação de energia solar. A diretiva também permite que os estados desenvolvam projetos fora de suas fronteiras nacionais, e isso pode levar a programas bilaterais, como o projeto Helios.

O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo da UNFCCC é um programa internacional sob o qual estações geradoras de energia solar em certos países qualificados podem ser apoiadas.

Além disso, muitos outros países têm programas específicos de desenvolvimento de energia solar. Alguns exemplos são o JNNSM da Índia , o Programa Flagship na Austrália e projetos semelhantes na África do Sul e Israel .

Desempenho financeiro

O desempenho financeiro da usina solar é função de suas receitas e custos.

A produção elétrica de um parque solar estará relacionada com a radiação solar, a capacidade da planta e sua relação de desempenho. A receita derivada dessa produção elétrica virá principalmente da venda da eletricidade e de quaisquer pagamentos de incentivos, como os de tarifas feed-in ou outros mecanismos de apoio.

Os preços da eletricidade podem variar em diferentes horários do dia, resultando em um preço mais alto em horários de alta demanda. Isso pode influenciar o projeto da planta para aumentar sua produção nessas ocasiões.

Os custos dominantes das usinas de energia solar são o custo de capital e, portanto, qualquer financiamento e depreciação associados. Embora os custos operacionais sejam normalmente relativamente baixos, especialmente porque nenhum combustível é necessário, a maioria dos operadores deseja garantir que a operação adequada e cobertura de manutenção estejam disponíveis para maximizar a disponibilidade da planta e, assim, otimizar a relação receita / custo.

Geografia

Os primeiros lugares a atingir a paridade da rede foram aqueles com altos preços tradicionais de eletricidade e altos níveis de radiação solar. Atualmente, mais capacidade está sendo instalada no telhado do que no segmento de utilidades. No entanto, espera-se que a distribuição mundial de parques solares mude à medida que diferentes regiões alcançam a paridade da rede. Esta transição também inclui uma mudança de telhado para plantas em escala de serviço público, uma vez que o foco da nova implantação FV mudou da Europa para os mercados de Sunbelt, onde os sistemas FV montados no solo são favorecidos.

Devido ao contexto econômico, os sistemas em grande escala são atualmente distribuídos onde os regimes de apoio têm sido os mais consistentes ou os mais vantajosos. A capacidade total de usinas fotovoltaicas em todo o mundo acima de 4 MW AC foi avaliada por Wiki-Solar como c. 220 GW em c. 9.000 instalações no final de 2019 e representam cerca de 35 por cento da capacidade fotovoltaica global estimada de 633 GW , acima dos 25 por cento em 2014. Os países que tiveram a maior capacidade, em ordem decrescente, foram China , Estados Unidos , Índia , Estados Unidos Reino , Alemanha , Espanha , Japão e França . As atividades nos principais mercados são analisadas individualmente a seguir.

China

No início de 2013, foi relatado que a China ultrapassou a Alemanha como o país com a maior capacidade solar em escala de serviço público. Muito disso foi apoiado pelo Mecanismo de Desenvolvimento Limpo . A distribuição de usinas de energia em todo o país é bastante ampla, com a maior concentração no deserto de Gobi e conectada à rede elétrica do noroeste da China.

Alemanha

A primeira usina multi-megawatt na Europa foi o projeto de propriedade da comunidade de 4,2 MW em Hemau, comissionado em 2003. Mas foram as revisões das tarifas de alimentação alemãs em 2004, que deram o impulso mais forte para o estabelecimento de escala de serviço público usinas de energia solar. O primeiro a ser concluído no âmbito deste programa foi o parque solar Leipziger Land desenvolvido pela Geosol. Várias dezenas de fábricas foram construídas entre 2004 e 2011, várias das quais eram na época as maiores do mundo . O EEG , a lei que estabelece as tarifas feed-in da Alemanha, fornece a base legislativa não apenas para os níveis de compensação, mas outros fatores regulatórios, como o acesso prioritário à rede. A lei foi alterada em 2010 para restringir o uso de terras agrícolas, desde então, a maioria dos parques solares foram construídos nas chamadas 'terras de desenvolvimento', como antigas instalações militares. Em parte por esse motivo, a distribuição geográfica das usinas fotovoltaicas na Alemanha é tendenciosa para a antiga Alemanha Oriental. Em fevereiro de 2012, a Alemanha tinha 1,1 milhão de usinas fotovoltaicas (a maioria são pequenos kW montados no telhado).

Índia

Bhadla Solar Park é o maior parque solar do mundo localizado na Índia

A Índia tem se destacado como nações líderes para a instalação de capacidade solar em escala de serviço público. O Charanka Solar Park em Gujarat foi inaugurado oficialmente em abril de 2012 e era na época o maior grupo de usinas solares do mundo.

Geograficamente, os estados com a maior capacidade instalada são Telangana , Rajasthan e Andhra Pradesh, com mais de 2 GW de capacidade instalada de energia solar cada. Rajasthan e Gujarat compartilham o deserto de Thar , junto com o Paquistão. Em maio de 2018, o Parque Solar Pavagada entrou em funcionamento e tinha capacidade produtiva de 2 GW. Em fevereiro de 2020, era o maior Parque Solar do mundo. Em setembro de 2018, a Acme Solar anunciou que havia comissionado a usina solar mais barata da Índia, o parque de energia solar Rajasthan Bhadla de 200 MW .

Itália

A Itália tem um grande número de usinas fotovoltaicas, a maior das quais é o projeto Montalto di Castro de 84 MW .

Jordânia

No final de 2017, foi relatado que mais de 732 MW de projetos de energia solar foram concluídos, o que contribuiu com 7% da eletricidade da Jordânia. Depois de ter inicialmente definido o percentual de energia renovável que a Jordânia pretendia gerar até 2020 em 10%, o governo anunciou em 2018 que pretendia superar esse valor e atingir os 20%.

Espanha

A maior parte da implantação de usinas solares na Espanha até o momento ocorreu durante o boom do mercado de 2007–8. As estações estão bem distribuídas por todo o país, com alguma concentração na Extremadura , Castela-La Mancha e Murcia .

Reino Unido

A introdução de tarifas feed-in no Reino Unido em 2010 estimulou a primeira onda de projetos em escala de serviço público, com c. 20 usinas sendo concluídas antes que as tarifas fossem reduzidas em 1º de agosto de 2011 após a 'Revisão Rápida'. Uma segunda onda de instalações foi realizada sob a Obrigação de Renováveis do Reino Unido , com o número total de plantas conectadas no final de março de 2013 chegando a 86. É relatado que isso tornou o Reino Unido o melhor mercado da Europa no primeiro trimestre de 2013.

Os projetos do Reino Unido estavam originalmente concentrados no Sudoeste, mas mais recentemente se espalharam pelo Sul da Inglaterra e em East Anglia e Midlands. O primeiro parque solar no País de Gales entrou em operação em 2011 em Rhosygilwen , norte de Pembrokeshire . Em junho de 2014, havia 18 esquemas gerando mais de 5 MW e 34 em planejamento ou construção no País de Gales.

Estados Unidos

A implantação de usinas fotovoltaicas nos Estados Unidos está amplamente concentrada nos estados do sudoeste. Os Padrões de Portfólio Renovável na Califórnia e nos estados vizinhos fornecem um incentivo especial.

Parques solares notáveis

Os seguintes parques solares eram, na altura em que se tornaram operacionais, os maiores do mundo ou do seu continente, ou são notáveis ​​pelos motivos apresentados:

Usinas de energia solar notáveis
Nome País Potência nominal
( MW )
Comissionado Notas
Lugo, Condado de San Bernardino, Califórnia EUA 1 MW Dezembro de 1982 Primeira usina MW
Carrisa Plain EUA 5,6 MW Dez 1985 O maior do mundo na época
Hemau Alemanha 4,0 MW Abril de 2003 A maior instalação de propriedade comunitária da Europa na época
Leipziger Land Alemanha 4,2 MW Agosto de 2004 O maior da Europa na época; primeiro em FITs
Pocking Alemanha 10 MW Abril de 2006 Resumidamente o maior do mundo
Base da Força Aérea de Nellis, Nevada EUA 14 MW Dezembro de 2007 O maior da América na época
Olmedilla Espanha 60 MW Julho de 2008 O maior do mundo e da Europa na época
Sinan Coréia 24 MW Agosto de 2008 O maior da Ásia na época
Waldpolenz, Saxônia Alemanha 40 MW Dezembro de 2008 A maior fábrica de filmes finos do mundo. Estendido para 52 MW em 2011
DeSoto, Flórida EUA 25 MW Outubro de 2009 O maior da América na época
La Roseraye Reunião 11 MW Abril de 2010 Primeira usina de 10 MW + da África
Sarnia, Ontário Canadá 97 MW P Setembro de 2010 O maior do mundo na época. Corresponde a 80 MW AC .
Golmud, Qinghai , China 200 MW Outubro de 2011 O maior do mundo na época
Torre Finow Alemanha 85 MW Dez 2011 A extensão leva para o maior da Europa
Lopburi Tailândia 73 MW Dez 2011 O maior da Ásia (fora da China) na época
Perovo, Crimeia Ucrânia 100 MW Dez 2011 Torna-se o maior da Europa
Charanka, Gujarat Índia 221 MW Abril de 2012 O maior parque solar da Ásia
Agua Caliente, Arizona EUA 290 MW AC Julho de 2012 A maior usina solar do mundo na época
Neuhardenberg, Brandenburg Alemanha 145 MW Setembro de 2012 Torna-se o maior cluster solar da Europa
Rio Greenhough, Austrália Ocidental , Austrália 10 MW Outubro de 2012 Primeira usina de 10 MW + da Australásia
Majes e Repartición Peru 22 MW Outubro de 2012 Primeiras fábricas em escala de serviço público na América do Sul
Westmill Solar Park , Oxfordshire Reino Unido 5 MW Outubro de 2012 Adquirida pela Westmill Solar Co-operative para se tornar a maior estação de energia solar de propriedade comunitária do mundo
San Miguel Power EUA 1,1 MW Dezembro de 2012 Maior fábrica de propriedade da comunidade nos EUA
Sheikh Zayed, Nouakchott Mauritânia 15 MW Abril de 2013 Maior usina solar da África
Topázio , Condado de Riverside, Califórnia EUA 550 MW AC Novembro de 2013 O maior parque solar do mundo na época
Amanacer, Copiapó , Atacama Chile 93,7 MW Janeiro de 2014 O maior da América do Sul na época
Jasper, Postmasburg , Northern Cape África do Sul 88 MW Novembro de 2014 Maior planta da áfrica
Projeto de energia hidrelétrica / PV Longyangxia, Gonghe , Qinghai China 850 MW P Dezembro de 2014 Fase II de 530 MW adicionados a 320 MW Fase I (2013) torna esta a maior estação de energia solar do mundo
Nyngan, Nova Gales do Sul Austrália 102 MW Junho de 2015 Torna-se a maior fábrica da Australásia e Oceania
Solar Star , Condado de Los Angeles, Califórnia EUA 579 MW AC Junho de 2015 Torna-se o maior projeto de instalação de fazenda solar do mundo (Longyanxia tendo sido construída em duas fases)
Cestas, Aquitaine França 300 MW Dezembro 2015 Maior usina fotovoltaica da Europa
Finis Terrae, María Elena, Tocopilla Chile 138 MW AC Maio de 2016 Torna-se a maior fábrica da América do Sul
Monte Plata Solar, Monte Plata República Dominicana 30 MW Março de 2016 Maior usina fotovoltaica do Caribe.
Ituverava, Ituverava , São Paulo Brasil 210 MW Set 2017 Maior usina fotovoltaica da América do Sul
Bungala , Port Augusta , SA Austrália 220 MW AC Novembro de 2018 Torna-se a maior usina solar da Australásia
Noor Abu Dhabi, Sweihan , Abu Dhabi Emirados Árabes Unidos 1.177 MW P Junho de 2019 A maior usina solar individual (em oposição a um grupo de projetos co-localizados) na Ásia e no mundo.
Planta solar de Cauchari , Cauchari Argentina 300 MW Outubro de 2019 Torna-se a maior usina solar da América do Sul
Benban Solar Park , Benban, Aswan Egito 1.500 MW Outubro de 2019 Grupo de 32 projetos co-localizados se torna o maior da África.
Parque Solar Bhadla , Bhadlachuhron Ki, Rajastão Índia 2.245 MW Março de 2020 Grupo de 31 usinas solares co-localizadas relatadas como o maior parque solar do mundo.
Central solar Núñez de Balboa , Usagre , Badajoz Espanha 500 MW AC Março de 2020 Ultrapassa a usina fotovoltaica de Mula (450 MW AC instalada três meses antes) para se tornar a maior usina solar da Europa.

As usinas solares em desenvolvimento não estão incluídas aqui, mas podem estar nesta lista .

Veja também

Referências

links externos