Feasibility of solar photovoltaic and wind power distributed generation with battery energy storage systems in light of regulatory framework and economic incentives
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/27513 |
Resumo: | O apelo mundial pela redução no consumo de combustíveis fósseis cresceu muito nas últimas décadas, devido ao processo de queima desses combustíveis ser um dos causadores do efeito estufa. Alinhado a isto, a produção de energia elétrica a partir de fontes renováveis tem crescido de forma exponencial em muitos países, incluindo o Brasil. Em que pese a matriz elétrica brasileira ser essencialmente de fonte hidráulica, o crescimento das fontes renováveis segue o mesmo padrão mundial. A principal diferença é que, no Brasil com exceção dos reservatórios das hidrelétricas, o armazenamento de energia ainda está muito incipiente. Sequer a regulação do setor elétrico está preparada para incentivar a inserção de novos dispositivos para armazenamento de energia. Esta dissertação está organizada em capítulos que, com exceção do primeiro e do último, deram origem a artigos científicos, os quais analisam e buscam apresentar soluções para lacunas específicas e formas de incentivos ao crescimento sustentável da geração distribuída a partir de fontes eólicas e solar fotovoltaica, com armazenamento de energia. No primeiro capítulo são apresentados a introdução geral e os principais métodos usados na pesquisa. Já o segundo capítulo trata de uma revisão sistemática da literatura e da legislação e regulação aplicadas ao tema. O principal achado deste estudo é que há muito pouca pesquisa dos três temas em conjunto e menos ainda endereçada aos aspectos legais e regulatórios. Os incentivos legais e regulatórios variam muito entre os países pesquisados, mas servem de insumos ao regulador e legisladores brasileiros. O terceiro capítulo trata especificamente das mudanças na regulação, propostas pela ANEEL, e seus efeitos na já consolidada geração distribuída a partir de fonte solar fotovoltaica. A conclusão aponta para uma significativa redução na viabilidade econômica desses empreendimentos. No quarto capítulo foi introduzido o armazenamento de energia onde, baseado na revisão da literatura, optou-se pelo uso da banco de baterias, alternativa mais econômica para a proposta estudada. Apesar de o armazenamento trazer vantagem econômica, pois reduz o consumo da rede nos horários de pico quando a tarifa é mais cara, o negócio mostrou-se inviável devido ao alto custo das baterias. Dada a complementariedade natural da geração eólica com a solar fotovoltaica, no quinto capítulo, foi introduzida esta fonte que ainda não está difundida no Brasil para instalações distribuídas. Considerando preços internacionais das microturbinas eólicas, sem o imposto de importação, estas instalações mostraram-se economicamente viáveis e, poderão ser a alternativa que dará viabilidade à geração distribuída após o fim do subsídio cruzado, proposto pela ANEEL, caso haja incentivos e/ou isenções fiscais para compra e/ou importação de baterias e microturbinas eólicas. A conclusão final, apresentada no capítulo 6, é de que ainda há necessidade de incentivos econômico-financeiros para viabilidade da geração distribuída de fontes eólica e solar fotovoltaica, com armazenamento de energia em países onde a geração distribuída ainda não está consolidada, como no Brasil. |
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Even though the Brazilian electricity matrix is essentially hydraulic, the growth of renewable sources follows the same worldwide pattern. The main difference is that, in Brazil, energy storage is still very incipient, except that one from hydropower reservoirs. Not even the regulation of the electricity sector is prepared to encourage the insertion of new devices for energy storage. This dissertation is organized into chapters that, apart from the first and the last one, gave rise to scientific articles, which analyse and seek to present solutions for specific gaps and incentive ways for the sustainable growth of distributed generation from wind and solar photovoltaic sources, with energy storage. The first chapter presents the general introduction and the main research methods. Whereas the second chapter deals with a systematic literature review, legislation, and regulations applied to the subject. The main finding of this study is that there is very little research on the three themes together and even less on legal and regulatory aspects. Legal and regulatory incentives vary widely among the countries surveyed, but they serve as insight to the Brazilian regulator and legislators. The third chapter deals specifically with the changes in regulation, proposed by ANEEL, and their effects on the already consolidated generation distributed from photovoltaic solar sources. The conclusion points to a significant reduction in these projects' economic viability. In the fourth chapter, energy storage was inserted where, based on the literature review, it was decided to use a battery bank, a more economical alternative for the studied proposal. Although storage brings the economic advantage, as it reduces grid consumption during peak hours when the tariff is more expensive, the business proved to be unfeasible due to the hight batteries’ costs. Given the natural complementarity of wind and solar photovoltaic generation, in the fifth chapter, this source was introduced, which is not yet widespread in Brazil for distributed installations. Considering international prices of wind microturbines, without the import tax, these installations proved to be economically viable and may be the alternative that will give economic viability to distributed generation after the end of the cross subsidy proposed by ANEEL, if there are incentives and/or exemptions tax for the purchase and/or import of batteries and wind microturbines. The main conclusion, presented in chapter 6, is that there is still a need for economic and financial incentives for the feasibility of distributed generation from wind and solar photovoltaic sources, with energy storage, in countries with not well-developed distributed energy systems, as Brazil.RESUMEN. El reclamo mundial por la reducción del consumo de combustibles fósiles ha crecido mucho en las últimas décadas porque el proceso de quema de estos combustibles es una de las causas de los efectos de invernadero. En línea con esto, la producción de electricidad a partir de fuentes renovables ha crecido exponencialmente en muchos países, incluido Brasil. Si bien la matriz eléctrica brasileña es esencialmente hidráulica, el crecimiento de las fuentes renovables sigue el mismo patrón mundial. La principal diferencia es que, en Brasil, el almacenamiento de energía es todavía muy incipiente, excepto el de los embalses hidroeléctricos. Ni siquiera la regulación del sector eléctrico está preparada para incentivar la inserción de nuevos dispositivos de almacenamiento de energía. Esta disertación está organizada en capítulos que, además del primero y el último, dieron lugar a artículos científicos, que analizan y buscan presentar soluciones a brechas específicas y vías de incentivo para el crecimiento sostenible de la generación distribuida a partir de fuentes eólicas y solares fotovoltaicas, con almacenamiento de energía. El primer capítulo presenta la introducción general y los principales métodos de investigación. Mientras que el segundo capítulo trata de una revisión sistemática de la literatura, legislación y normativas aplicadas al tema. El principal hallazgo de este estudio es que hay muy poca investigación sobre los tres temas juntos y menos aún sobre los aspectos legales y regulatorios. Los incentivos legales y regulatorios varían ampliamente entre los países investigados, pero sirven como información para el regulador y los legisladores brasileños. El tercer capítulo trata específicamente de los cambios en la regulación, propuestos por ANEEL, y sus efectos sobre la ya consolidada generación distribuida a partir de fuentes solares fotovoltaicas. La conclusión apunta a una reducción significativa de la viabilidad económica de estos proyectos. En el cuarto capítulo se insertó el almacenamiento de energía donde, con base en la revisión de la literatura, se decidió utilizar bancos de baterías, una alternativa más económica para la propuesta estudiada. Aunque el almacenamiento trae la ventaja económica, ya que reduce el consumo de la red durante las horas pico cuando la tarifa es más cara, el negocio demostró ser inviable debido a los altos costos de las baterías. Dada la complementariedad natural de la generación eólica y solar fotovoltaica, en el quinto capítulo se introdujo esta fuente, que aún no está muy desarrollada en Brasil para instalaciones distribuidas. Considerando los precios internacionales de las microturbinas eólicas, sin el impuesto a la importación, estas instalaciones demostraron ser económicamente viables y pueden ser la alternativa que dé viabilidad económica a la generación distribuida luego del final del subsidio cruzado propuesto por ANEEL, si existen incentivos y / o exenciones de impuestos para la compra y / o importación de baterías y microturbinas eólicas. La principal conclusión, presentada en el capítulo 6, es que aún existe la necesidad de incentivos económicos y financieros para la viabilidad de la generación distribuida a partir de fuentes eólicas y solares fotovoltaicas, con almacenamiento de energía, en países con sistemas de energía distribuida no bien desarrollados, como Brasil.Submitted by Fernando Augusto Alves Vieira (fernandovieira@biblioteca.ufpb.br) on 2023-07-18T11:29:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) GabrielNasserDoyleDeDoile_Dissert.pdf: 2559289 bytes, checksum: c6dbc164a19887f3c36ce21e07f8f595 (MD5)Made available in DSpace on 2023-07-18T11:29:04Z (GMT). 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