Desenvolvimento de uma ferramenta computacional para avaliação de garantia física híbrida em fontes renováveis
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) |
Texto Completo: | https://hdl.handle.net/20.500.12733/11911 |
Resumo: | Orientador: Alberto Luiz Francato |
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Desenvolvimento de uma ferramenta computacional para avaliação de garantia física híbrida em fontes renováveisDevelopment of computational tool for evaluation of hybrid firm energy in renewable sourcesSegurança energéticaSazonalidadeEnergia - Fontes alternativasEnergia - RegulamentaçãoEnergy securitySeasonalityAlternative energy sourcesEnergy regulationOrientador: Alberto Luiz FrancatoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: É notável que não só o Brasil, mas o mundo passa por períodos de transformações em suas matrizes eletro energéticas, devido ao crescimento populacional, econômico, preocupações com o meio ambiente e por consequência pelo aumento da demanda de energia. Especialmente o Brasil, que é objeto de estudo deste trabalho, onde a estrutura de geração de energia elétrica, desde sua reestruturação nos anos 2000, foi desenvolvido e regulado para ter base de geração hidráulica com suprimento de déficits em usinas térmicas. Nos últimos dez anos dada a evolução da matriz, passando a contar com a expressiva participação de fontes renováveis intermitentes e ou sazonais como as energias eólica, solar e térmica a partir de biomassa, percebeu novos desafios no planejamento e operação do sistema, que por si só, já conta com um intensivo desafio por ser praticamente todo interligado eletricamente, de grandes dimensões geográficas e diferentes condições climáticas Dada as novas variáveis que impactam o Setor Elétrico Brasileiro (SEB), este trabalho visou desenvolver uma nova ferramenta para cálculo de Garantia Física híbrida, diferente da atual metodologia regulada pelo SEB, na qual a Garantia física (GF) é calculada de forma sistêmica, individualizada e com diferentes normas regulatórias para cada tipo de fonte. É importante ressaltar que a Garantia Física é o lastro de comercialização de energia para qualquer ativo de geração, portanto seus ganhos estão diretamente relacionados a sua GF. Faz-se então necessário estudar questões de âmbito regulatório e operacionais das diferentes fontes de energia utilizadas no Brasil, como trazer o conceito de GF híbrida e não somente a hibridização das fontes energéticas. O trabalho teve início com o desenvolvimento de uma ferramenta computacional, após uma busca de literatura, pertinente ao assunto, tanto nacional quanto internacional. No que tange à organização de dados e informações, foram utilizados cenários estatísticos de geração solar, eólica e biomassa, uma vez que a base de dados ainda é pequena no que se refere ao tempo. Em seguida, procedeu-se às análises em conjunto com a geração hidroelétrica, cujas informações sobre disponibilidade de recursos hídricos já se encontram oficialmente disponíveis com registros históricos desde janeiro de 1931. Como resultado, o trabalho apresenta e propõe pontos de vista pouco difundidos no setor elétrico e que podem ter impactos consideráveis na matriz brasileira. A larga inserção de fontes intermitentes, sem uma proposta que contemple as diversidades na continuidade de suprimento das fontes, pode minimizar os interesses em novos desenvolvimentos na geração de base, bem como tornar menos atrativo a operação de fontes hídricas, que responsáveis por grande parte do SEB. Além de mitigar riscos, o trabalho apresenta resultados extremamente positivos, não somente no âmbito da Garantia Física, mas também aspectos secundários que podem ser levantados em uma operação híbrida que favorecem a confiabilidade e segurança energética do sistemaAbstract: It is notable that not only Brazil, but the world is going through a transformation in their electrical energy matrices, due to population and economic growth, concerns about the environment and, consequently, energy demand increase. Especially in Brazil, which is the focus of this study and where the power generation structure, since its reformulation in the 2000s, has been developed and regulated to have a hydraulic generation base with complementation by thermal plants. In the last ten years, the matrix evolution has shown a significant participation of intermittent and/or seasonal renewable sources such as wind, solar and thermal energy from biomass, it has been noticed new challenges in the system planning and operation, which already has an intensive challenge once it is practically all wired interconnected, of great geographical dimensions and different climatic conditions Given the new variables that impact Brazilian Electric Sector (SEB – Sistema Elétrico Brasileiro in Portuguese), this thesis aims to develop a new tool for the hybrid Firm Energy calculation, different from the current methodology regulated by the SEB, where the Firm Energy is calculated in a systematic way, individualized and with different regulatory standards for each source type. It is important to point out that the Firm Energy is the energy ballast which any generation player can commercialize, therefore its earnings are directly related to its Firm Energy. Based on this it is necessary to evaluate regulatory and operational issues of the different energy sources in Brazil, how to bring the concept of hybrid Firm Energy and not just the hybridization of energy sources. The thesis starts with the development of a computational tool, after a literature search, relevant to the subject, nationally and internationally. Regarding the data organization and information, statistical scenarios of solar, wind and biomass generation were used, since the database is still small in terms of time available. Then, analyzes were carried out combined with hydroelectric generation, which data of water resources are already officially available with historical information since January 1931. As a result, the thesis presents and proposes points of view that are not very widespread in the energy field and that can have significant impacts on the Brazilian matrix. The wide insertion of intermittent sources, without a new proposal that includes the diversities of the continues sources supply, can minimize the interests in new developments in the base generation, as well as make the operation of hydro sources less attractive, which are responsible for a large part of the SEB. In addition to mitigate the risks, this thesis presents extremely positive results, not only in terms of the Firm Energy, but also aspects that can be raised in a hybrid operation in favor of system reliability and energy securityDoutoradoRecursos Hídricos, Energéticos e AmbientaisDoutora em Engenharia CivilCAPES88882.435142/2019-01[s.n.]Francato, Alberto Luiz, 1969-Mota, Lia Toledo MoreiraMauad, Frederico FabioPereira Junior, Amaro OlímpioGireli, Tiago ZenkerUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLino, Violeta Fonseca, 1985-20232023-02-03T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (126 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/11911LINO, Violeta Fonseca. Desenvolvimento de uma ferramenta computacional para avaliação de garantia física híbrida em fontes renováveis. 2023. 1 recurso online (126 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/11911. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1345932porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-08-25T13:56:12Zoai::1345932Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2023-08-25T13:56:12Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false |
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