Análise da repotenciação de parques eólicos : estudos de casos no Brasil

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Alesson Itallo Ribeiro Dias da
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/0013000008r7j
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49661
Resumo: Os aerogeradores comerciais instalados em parques eólicos de grande escala possuem uma vida útil média de 20 anos. No Brasil, até 2030, mais de 50 parques alcançarão a faixa dos 20 anos de operação, o que representa mais de 600 aerogeradores e uma potência 940 MW. Ao final da vida dos aerogeradores, atualmente a engenharia oferece três alternativas: descomissionamento, extensão de vida útil e a repotenciação. A repotenciação é a alternativa que consiste na troca dos aerogeradores por outros de tecnologia mais avançada. Este trabalho teve como objetivo realizar a análise técnica, econômica, considerando, adicionalmente, a sua interferência em parques eólicos vizinhos. O estudo investigou quatro parques em diferentes localidades, sendo três na região Nordeste e um na Sudeste, utilizando três aerogerador diferentes para a repotenciação total. A análise técnica foi realizada através do software WAsP. Os resultados obtidos mostraram que a repotenciação é tecnicamente viável, visto que, em todos os cenários analisados houve um aumento da produção anual de energia e o fator de capacidade em todos os cenários, além de reduzir, em alguns cenários, perdas pelo efeito esteira. O parque eólico de PE1 apresentou o maior ganho de potência, cerca de 400% com a repotenciação. A repotenciação também se mostrou viável economicamente, visto que todas as configurações, mantendo a tarifa, apresentaram a TIR (Taxa Interna de Retorno) superior ao empreendimento já instalado, sendo em PE3 o parque eólico que atingiu o melhor resultado com a tarifa de R$70/MWh. Todos os aerogeradores utilizados na repotenciação tiveram uma TIR superior à de 7,71% ao parque com o aerogerador inicial. O payback também se mostrou atrativo, pois, em alguns casos, o tempo de retorno é inferior a 4 anos. A distância entre o parque a ser repotencializado e parque eólico vizinho, pode ser uma barreira, já que, na maioria dos casos, a troca do aerogerador por outro de maior potência e de maior altura do cubo implicou no aumento do efeito esteira causado ao parque eólico vizinho.
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A repotenciação é a alternativa que consiste na troca dos aerogeradores por outros de tecnologia mais avançada. Este trabalho teve como objetivo realizar a análise técnica, econômica, considerando, adicionalmente, a sua interferência em parques eólicos vizinhos. O estudo investigou quatro parques em diferentes localidades, sendo três na região Nordeste e um na Sudeste, utilizando três aerogerador diferentes para a repotenciação total. A análise técnica foi realizada através do software WAsP. Os resultados obtidos mostraram que a repotenciação é tecnicamente viável, visto que, em todos os cenários analisados houve um aumento da produção anual de energia e o fator de capacidade em todos os cenários, além de reduzir, em alguns cenários, perdas pelo efeito esteira. O parque eólico de PE1 apresentou o maior ganho de potência, cerca de 400% com a repotenciação. A repotenciação também se mostrou viável economicamente, visto que todas as configurações, mantendo a tarifa, apresentaram a TIR (Taxa Interna de Retorno) superior ao empreendimento já instalado, sendo em PE3 o parque eólico que atingiu o melhor resultado com a tarifa de R$70/MWh. Todos os aerogeradores utilizados na repotenciação tiveram uma TIR superior à de 7,71% ao parque com o aerogerador inicial. O payback também se mostrou atrativo, pois, em alguns casos, o tempo de retorno é inferior a 4 anos. A distância entre o parque a ser repotencializado e parque eólico vizinho, pode ser uma barreira, já que, na maioria dos casos, a troca do aerogerador por outro de maior potência e de maior altura do cubo implicou no aumento do efeito esteira causado ao parque eólico vizinho.CAPESCommercial wind turbines installed in large-scale wind farms have an average useful life of 20 years. In Brazil, by 2030, more than 50 wind farms will reach the age of 20 years of operation, representing more than 600 wind turbines and 940 MW of power. Engineering currently offers three alternatives applicable at the wind turbines' end of life: decommissioning, useful life extension, and repowering. Repowering is an alternative that consists of wind turbine replacements for more advanced technology. This work aimed to carry out technical and economic analysis, considering, in addition, its interference in neighboring wind farms. The study investigated four parks in different locations, three in the Northeast and one in the Southeast, using three models of wind turbines for total repowering. For technical analysis, WAsP software was used. The results showed that repowering is technically feasible in all scenarios analyzed since there was an increase in annual energy production and capacity factor in all scenarios, in addition to reducing losses due to the wake effect in some scenarios. The PE1 wind farm had the highest power gain, around 400% with repowering. The repowering also proved economically feasible since all configurations, maintaining the tariff, presented the IRR (Internal Rate of Return) higher than the already installed project, with PE3 being the wind farm that reached the best result with the tariff of R$70 /MWh. All wind turbines used in the repowering had an IRR higher than the 7.71% of the park with the initial wind turbine. The payback was also attractive since, in some cases, the payback time was less than four years. The distance between the park to be repowered and the neighboring wind farm can be a barrier since, in most cases, replacing the wind turbine with greater power and with a higher cube height increased the wake effect caused to the neighbor wind farm.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia MecanicaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia mecânicaRepotenciaçãoEfeito de esteiraFim de vida útilAnálise da repotenciação de parques eólicos : estudos de casos no Brasilinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTDISSERTAÇÃO Alesson Itallo Ribeiro Dias da Silva.pdf.txtDISSERTAÇÃO Alesson Itallo Ribeiro Dias da Silva.pdf.txtExtracted texttext/plain113626https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49661/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Alesson%20Itallo%20Ribeiro%20Dias%20da%20Silva.pdf.txtbeb5976fb027fb3dcce33f46c7b11816MD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Alesson Itallo Ribeiro Dias da Silva.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Alesson Itallo Ribeiro Dias da Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1240https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49661/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Alesson%20Itallo%20Ribeiro%20Dias%20da%20Silva.pdf.jpgf24055b7a7b514c7645fc4965aa0cbcaMD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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