Uma metodologia sobre estratégias de gerenciamento de energia para usinas fotovoltaicas flutuantes instaladas sobre reservatórios de usinas hidrelétricas

• Autor(a) principal: Bruno Ude Todde Fonseca Valadares
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-ASPF37
• topic: Sistema de bombeamento; Armazenamento de energia; Usina hidrelétrica; Garantia física; Usina solar fotovoltaica flutuante; Energia Armazenamento; Geração de energia fotovoltaica; Usinas hidrelétricas; Engenharia mecânica

Este trabalho apresenta estratégias de gerenciamento hídrico energético para Usinas Hidrelétricas (UHE) combinadas com usinas fotovoltaicas flutuantes. A combinação entre UHE e Usina Solar Fotovoltaica Flutuante (UFVF) apresenta vantagens técnicas, como a redução da temperatura dos painéis, devido ao arrefecimento causado pelo contato com a água, e vantagens comerciais, devido à economia com a aquisição de terrenos para a instalação dos painéis. Uma possibilidade economicamente atrativa é a conexão da UFVF diretamente à subestação existente na UHE, entretanto, essa alternativa pode não ser possível em decorrência de limitações de engenharia (infraestrutura já existente da UHE). Além disto, é importante que sejam examinadas as variáveis operacionais da UHE, características do reservatório, condições ambientais, e planejamento energético (curto e longo prazo). Em períodos de longa estiagem, por exemplo, pode-se utilizar a energia dos painéis para alimentar um sistema Pumped Hydroelectric Energy Storage(PHES), visando a disponibilidade de geração em longo prazo, e ao mesmo tempo aumentando a confiabilidade da geração de energia fotovoltaica. Visando aprofundar nessa discussão, o presente trabalho apresenta uma metodologia para indicar qual solução é a mais indicada. O critério utilizado como referência é o atendimento da Garantia Física (GF) da usina. Como exemplo de aplicação dessa metodologia, foi realizado um estudo de caso para uma usina hidrelétrica em operação. Dados de condições ambientais e de operação foram utilizados para alimentar modelos matemáticos da UFVF e do sistema de bombeamento, visando determinar a energia adicional gerada e o nível do reservatório, para as alternativas de ligação direta à rede e do uso de um PHES. Um aspecto bastante abordado na literatura refere-se à diminuição da evaporação de água do reservatório devido ao cobrimento da superfície pelos painéis flutuantes, porém, para o caso analisado, esse efeito não mostrou-se representativo. As duas estratégias de gerenciamento apresentaram ganhos satisfatórios para o potencial de geração da UHE isolada, onde através da conexão direta à subestação, a menor área simulada (54.000 m2) foi capaz de dobrar o percentual de permanência acima da GF. A segunda estratégia de gestão não apresentou o mesmo sucesso em termos de atendimento da GF, para a UHE avaliada, porém apresenta-se como uma solução promissora em períodos críticos, como os de crise hídrica, pois além de oferecer um acréscimo no potencial de geração, disponibiliza maior capacidade de controle no atendimento às demandas em longo prazo, e aos períodos de pico de demanda energética. Mediante regras de comercialização de energia do Setor Elétrico Brasileiro, ambas estratégias apresentaram retornos econômicos operacionais, em razão da comercialização de energia, próximos a R$ 40.000.000,00 para o período analisado (2010-2015).