Estudo de pré-viabilidade para implementação de um sistema híbrido de energia na Barragem de Laranjeiras, no sul do Brasil

• Main Author: Vasco, Gabriel
• Publication Date: 2017
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Download full: http://hdl.handle.net/10183/172883
• topic: Engenharia elétrica; Energia hidráulica; Energia solar fotovoltaica; Sistema híbrido de energia; Simulação numérica; HOMER (Programa de Computador); Laranjeiras, Barragem das (Canela, RS)

O Brasil vive um período de crises econômica e financeira que ecoa também no setor energético e que aumenta a importância de se agregar novas usinas de geração ao sistema energético. O acréscimo de novas usinas hidrelétricas e termelétricas, entre outras fontes de energia, além da repotenciação e/ou recapacitação de usinas já em operação ou que não tenham entrado em operação, sempre contribuirá para garantir o atendimento da demanda de consumidores e para reduzir o risco de desabastecimento de energia. Nesse sentido, este trabalho pretende contribuir, apresentando um estudo de pré- viabilidade para implementação de um sistema híbrido hidrelétrico fotovoltaico na barragem de Laranjeiras, com painéis fotovoltaicos sobre o espelho d’água. Essa barragem foi construída nos anos 60 e está localizada logo a jusante da barragem de Canastra, no município de Três Coroas, no Estado do Rio Grande do Sul. O estudo foi realizado com recurso ao software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable), o qual exportou na homepage da NASA (National Aeronautics and Space Administration), 8 760 valores horários anuais de radiação solar para a cidade de Três Coroas, e a potência a ser gerada pela hidrelétrica foi determinada a partir de 8 760 dados horários anuais de vazão turbinada de Canastra, os quais foram disponibilizados pela CEEE (Companhia Estadual de Energia Elétrica). Estruturalmente, o trabalho é composto por três artigos, onde o primeiro faz uma revisão de trabalhos recentes sobre o uso de painéis fotovoltaicos sobre estruturas flutuantes em sistemas híbridos hidrelétricos fotovoltaicos, e os dois últimos apresentam os resultados das simulações com HOMER considerando o funcionamento da usina a fio d’água e com reservatório, respetivamente. O estudo determinou ser ótimo o funcionamento do sistema híbrido, mediante a instalação de uma micro usina hidrelétrica ao pé da barragem, com 1 497 kW de capacidade instalada, operando com painéis fotovoltaicos sobre o espelho d'água da barragem, com 180 kW de capacidade instalada, com limite de potência para compra e venda da rede igual a 400 kW, para atender a demanda das cargas consumidoras até 40 MWh/d. Essa combinação resultaria em um custo inicial de 3 984 885 US$/kW e um custo de energia de 0,026 US$/kWh. E visando otimizar o sistema de geração de energia elétrica, foi simulado e tendo sido determinado ser viável o funcionamento da usina com reservatório, com uma vazão média de 9 171 L/s, operando com um sistema fotovoltaico de 360 kW, e um limite de potência para compra e venda da rede igual a 200 kW, para atender demandas de cargas consumidoras até 40 MWh/d. Essa combinação resultaria em um custo inicial de 3 285 617 US$/kW e um custo de energia de 0,021 US$/kWh.