Publicación: Implementação de um Sistema Híbrido com Energias Renováveis (solar e eólico com armazenamento de energia) de Geração Distribuída: Um Estudo de Caso Aplicado à Vila Céu Do Mapiá - Amazonas, Brasil
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2022
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['Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)', 'Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica']
Resumen
O objetivo deste trabalho consiste em modelar e simular a implantação de uma rede híbrida de energia renovável para uma comunidade isolada do sistema interligado Brasileiro localizada na cidade de Pauini, no estado do Amazonas. Foi estabelecido o estado da arte em termos da demanda energética padrão para a localidade e mediante pesquisa e seleção de ferramentas de georreferenciação foi escolhido o local e os dados meteorológicos foram coletados a partir de informações contidas em bases de dados da NASA. Posteriormente foram definidos 3 cenários possíveis para um sistema híbrido no local, considerando energia solar fotovoltaica, energia eólica e variações para gerador e armazenamento de energia com baterias e/ou células de combustível. Por fim, foi possível determinar o comportamento da rede como um todo, assim como o funcionamento individual de cada equipamento e conjunto de equipamentos utilizados, obtendo-se custos totais, emissões totais de CO 2 , equipamentos recomendados e estratégias de controle. Como resultado o custo de geração para os cenários C1, C2,e C3 seria de: 0,17; 0,51 e 0,19 €/kW. O custo da energia aumenta de C1 para C3, devido ao alto custo do conjunto eletrolisador e da célula de combustível, sendo que, em relação a C2, o elevado valor determinado diz respeito ao preço do combustível para abastecer os geradores que possuem maior atividade do que o mesmo equipamento em C1 e C3. Assim o sistema de armazenamento por baterias se destaca tanto por sua elevada potência, quanto por seu custo, sendo assim, apesar de sua utilização ser a mais fácil em relação às células de combustível, ainda sim outras formas de resguardo energético para suprir as intermitências das fontes geradores deveriam ser considerados para garantir o maior custo benefício do projeto.
The objective of this work is to model and simulate the implementation of a hybrid renewable energy grid for a community isolated from the Brazilian interconnected system located in the city of Pauini, in the state of Amazonas. The state of the art was established in terms of the standard energy demand for the locality and through research and selection of georeferencing tools the site was chosen and the meteorological data was collected from information contained in NASA databases. Subsequently 3 possible scenarios for a hybrid system at the site were defined, considering solar PV, wind energy, and variations for generator and energy storage with batteries and/or fuel cells. Finally, it was possible to determine the behavior of the grid as a whole, as well as the individual operation of each equipment and set of equipment used, obtaining total costs, total CO₂ emissions, recommended equipment and control strategies. As a result the cost of generation for scenarios C1, C2,and C3 would be: 0.17; 0.51 and 0.19 €/kW. The cost of energy increases from C1 to C3, due to the high cost of the electrolyzer set and the fuel cell, and for C2, the high value determined relates to the price of fuel to supply the generators that have more activity than the same equipment in C1 and C3. Thus, the battery storage system stands out both for its high power and its cost, thus, although its use is easier than that of fuel cells, other forms of energy backup to supply the intermittencies of the generator sources should still be considered to ensure the greatest cost benefit of the project.
The objective of this work is to model and simulate the implementation of a hybrid renewable energy grid for a community isolated from the Brazilian interconnected system located in the city of Pauini, in the state of Amazonas. The state of the art was established in terms of the standard energy demand for the locality and through research and selection of georeferencing tools the site was chosen and the meteorological data was collected from information contained in NASA databases. Subsequently 3 possible scenarios for a hybrid system at the site were defined, considering solar PV, wind energy, and variations for generator and energy storage with batteries and/or fuel cells. Finally, it was possible to determine the behavior of the grid as a whole, as well as the individual operation of each equipment and set of equipment used, obtaining total costs, total CO₂ emissions, recommended equipment and control strategies. As a result the cost of generation for scenarios C1, C2,and C3 would be: 0.17; 0.51 and 0.19 €/kW. The cost of energy increases from C1 to C3, due to the high cost of the electrolyzer set and the fuel cell, and for C2, the high value determined relates to the price of fuel to supply the generators that have more activity than the same equipment in C1 and C3. Thus, the battery storage system stands out both for its high power and its cost, thus, although its use is easier than that of fuel cells, other forms of energy backup to supply the intermittencies of the generator sources should still be considered to ensure the greatest cost benefit of the project.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
Modelagem e simulação, comunidade isolada, rede híbrida, energia renovável, Smart Grid
Citación
Centro
Facultades y escuelas::E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica