Comparação de vida útil entre bancos de baterias de íon-lítio e chumbo-ácido no contexto da compensação de energia com geração distribuída fotovoltaica e tarifa branca

• Autor(a) principal: Bárbara Aparecida Lemes Paixão
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/37554
• topic: Baterias; Íon-lítio; Chumbo-ácido; Vida útil; Geração distribuída fotovoltaica; Tarifa branca; Engenharia elétrica; Baterias; Energia - Armazenamento; Geração de energia fotovoltaica; Serviços de eletricidade - Tarifas

As fontes de energia renováveis, como a solar e a eólica, podem ter seu potencial de geração maximizado quando sistemas de armazenamento de energia elétrica são utilizados conjuntamente. Essa associação permite mitigar problemas de qualidade de energia elétrica causados pela intermitência e imprevisibilidade das renováveis. Dentre as tecnologias de armazenadores de energia elétrica, as baterias são uma das formas mais atrativas, tecnicamente devido à sua facilidade de dimensionamento, instalação, modularidade e confiabilidade, em função de sua aplicação, já popular, em outros setores, como o setor automotivo. A aplicação de bateria em sistemas de geração de energia renovável agrega mais benefícios se o seu despacho for coordenado para reduzir o custo da conta de energia elétrica, quando considerado um ambiente de tarifa horária. Todavia, por possuirem preços elevados, os acumuladores de energia eletroquímicos oneram o projeto de geração distribuída com fontes renováveis. Portanto, uma forma de contornar esse problema é optar pela tecnologia de armazenador de energia elétrica em que o compromisso vida útil versus preço seja ampliado. Deste modo, nesta dissertação foram considerados bancos de baterias para aplicação conjunta com geração distribuída fotovoltaica, em um cenário de tarifa horária no contexto da compensação de energia elétrica em vigor no Brasil, com o objetivo principal de estimar a vida útil das tecnologias de baterias chumbo-ácido carbono e íon-lítio ferro-fosfato. Assim, por meio de simulações através do software System Advisor Model, avaliou-se qual tecnologia de armazenador de energia elétrica apresenta o melhor desempenho em termos de vida útil e economia na conta de energia frente às variações de estado de carga e temperatura. Em geral, verificou-se que o estado de carga não tem grande influência na vida útil das baterias de chumbo-ácido carbono. No entanto, o valor de estado de carga elevado representa um fator preponderante para a diminuição da vida útil das baterias de íon-lítio. Tem-se ainda que, para uma mesma profundide de descarga, caso o banco de baterias de íon-lítio ferro-fosfato seja operado com faixas de valores de estado de carga diferentes, a faixa que apresentar os maiores valores de estado de carga irá manifestar a menor vida útil. Porém, essa característica não é verdade para baterias de chumbo-ácido carbono. Para ambas as baterias, ao se aumentar o valor da profundidade de descarga e a temperatura de operação, a vida útil diminui consideravelmente. Também observou-se que, para clientes sob a tarifa branca, com geração distribuída fotovoltaica e armazenador de energia despachado, cujo a intenção é aproveitar os benefícios da arbitragem, as baterias de íon-lítio ferro-fosfato são mais vantajosas em relação às baterias de chumbo-ácido carbono em decorrência da maior vida útil.