Otimização de geração de plantas eólica e heliotérmica na região Nordeste do Brasil

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Brancalião, Nathan Farto da Silva
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/37832
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.
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spelling Otimização de geração de plantas eólica e heliotérmica na região Nordeste do BrasilEnergia eólicaEnergia - armazenamentoConcentrated Solar Power (CSP)Energia solarDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.O principal objetivo deste trabalho é otimizar a produção combinada proveniente de recursos naturais eólicos e solares, aplicados à geração de energia através de parques eólicos e o uso da tecnologia heliotérmica (também chamada de CSP, do inglês Concentrated Solar Power). Para isso, cada planta geradora tem sua simulação individual, otimização e então a união dos resultados para estabalecer o que seria o fornecimento combinado com personalização do despacho do armazenamento térmico. O estudo foi realizado para um modelo de usina combinada de 100 MW de potência nominal, sendo 50 MW de CSP e 50 MW de eólico. A região de implementação foi limitada à região Nordeste do Brasil e as localidades para cada planta foram selecionadas com base no índice de correlação dos recursos naturais. A planta solar é na cidade de Petrolina, Pernambuco, e a planta eólica na cidade de Macau, Rio Grande do Norte. Após o tratamento inicial dos dados, a primeira simulação foi o modelo base para a otimização de alguns parâmetros técnicos. O perfil de velocidade para a planta eólica foi modelado conforme a lei de potência com classes de estabilidade (modelo diurno de radiação solar/delta-T e modelo noturno de Turner). Em relação aos resultados iniciais, a planta eólica apresentou aumento de 49,8% do fator de capacidade e redução de 42,6% no custo normalizado de energia. Já a planta heliotérmica obteve o melhor resultado com 14 horas de armazenamento térmico, resultando em um aumento de 71% no fator de capacidade e redução de 5,5% no custo normalizado de energia. A estratégia de despacho do armazenamento térmico na planta heliotérmica apresentou grande variação no uso da potência que a turbina pode produzir. Os resultados combinados mostraram pouca variação, atendendo a demanda proposta com sucesso.The main objective of this work is to optimize the combined production from natural wind and solar resources, applied to power generation through wind farms and the use of concentrated solar power technology (also called CSP). For this, each generating plant has its individual simulation, optimization and then the combination of the results to determine what would be the combined supply with customization of the thermal storage dispatch. The study was carried out for a 100 MW combined power plant model, with 50 MW of CSP and 50 MW of wind power. The region of implementation was limited in the Northeast region of Brazil and the locations for each plant were selected based on the correlation index of natural resources. The solar power plant is in the city of Petrolina, Pernambuco, and the wind power plant in the city of Macau, in Rio Grande do Norte. After the initial data analysis, the first simulation was the base where the next model optimized some technical parameters. The velocity profile for a wind farm was modeled according to a power law with stability classes (daytime solar radiation/delta-T model and nightly Turner model). Compared to the base results, a wind farm showed a 49,8% increase in capacity factor and a 42,6% reduction in levelized cost of eletricity. The CSP plant improved the result with 14 hours of thermal storage, resulting in a 71% increase in capacity factor and a 5,5% reduction in levelized cost of eletricity. A thermal storage dispatch strategy in the CSP plant shows a wide variation in the use of power that the turbine can produce. The combined results show little variation, meeting a successful demand.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasSiqueira, Mario Benjamim BaptistaBrancalião, Nathan Farto da Silva2020-05-21T21:27:59Z2020-05-21T21:27:59Z2020-05-212019-10-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBRANCALIÃO, Nathan Farto da Silva. Otimização de geração de plantas eólica e heliotérmica na região Nordeste do Brasil. 2019. viii, 96 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/37832A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-08T21:40:43Zoai:repositorio.unb.br:10482/37832Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-08T21:40:43Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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