Espaço de viabilidade: uma ferramenta para o desenvolvimento de novas tecnologias de energias renováveis

• Main Author: Silva, Jones Souza da
• Publication Date: 2021
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Download full: http://hdl.handle.net/10183/249090
• topic: Energia elétrica : Aspectos econômicos; Energia elétrica : Geração; Complementaridade energética; Energia das ondas; HOMER (Programa de Computador); Computer simulation; HOMER software; Energy; Generation; Storage; Hybrid systems; Sea waves; Compressed air; Complementarity; Feasibility space

O objetivo desta Tese é apresentar um espaço de viabilidade como uma meta a ser alçada por pesquisadores e gestores durante o desenvolvimento de uma nova tecnologia de geração ou de armazenamento de energia. Para tanto, utilizou-se o programa HOMER para as simulações, que é um modelo projetado para simular sistemas de energia de pequeno porte, mas que permite, também, a simulação de modelos mais robustos. Primeiramente, é demonstrado um novo estudo de simulação de um sistema híbrido de geração de energia para o litoral Norte do Rio Grande do Sul, com novos custos da energia da rede de distribuição, apresentando o espaço de viabilidade para uma tecnologia genérica de geração de energia de ondas do mar, que ainda se encontra em processo de consolidação. Após, é detalhado o método utilizado para simulação de sistemas híbridos de energia na busca pelo espaço de viabilidade, que compreende um domínio composto por conjuntos de valores de parâmetros chaves, os quais devem ser definidos durante o desenvolvimento de qualquer tecnologia de energias renováveis. Finalmente, é apresentada uma nova aplicação do método proposto, em um novo estudo de sistema híbrido de geração e armazenamento de energia para a barragem de Laranjeiras, localizada em Canela/RS, e com espaço de viabilidade focado para uma tecnologia de armazenamento de energia sob a forma de ar comprimido. Os resultados indicaram que, para as condições consideradas nas simulações, usinas de ondas serão viáveis para a energia da rede variando entre US$ 0,05/kWh e US$ 0,15/kWh, se puderem ser implementadas com custos entre US$ 616,01/kW e US$ 2.865,37/kW, respectivamente para eficiências entre 20% e 40%. Esses valores são extremamente baixos, comparáveis aos valores para alternativas já consolidadas, como energia hidrelétrica e eólica. Já para o sistema que inclui a usina de armazenamento com ar comprimido, a solução considerada ótima operou com um custo de energia de US$ 0,021/kWh e um custo de implementação de US$ 3.023.688,00. Portanto, essa forma de armazenamento permitiu reduzir o custo presente líquido total e o custo da energia gerada pelo sistema.