Uso de bombas funcionando como turbinas para a operação de miniusinas hidrelétricas reversíveis

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: MIRANDA, Raphael Fuezi
• Orientador(a): TIAGO FILHO, Geraldo Lúcio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado Profissional - Engenharia Hídrica
• Departamento: IRN - Instituto de Recursos Naturais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Bomba funcionando como turbina (BFT); Usinas hidrelétricas reversíveis (UHR); Custo nivelado de armazenamento de energia (LCOS); Energia renovável
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4056

Historicamente, a matriz elétrica brasileira foi predominantemente renovável, e essa característica tende a permanecer na próxima década. No entanto, observa-se uma redução gradual da capacidade relativa de armazenamento de energia do sistema elétrico, devido à crescente inserção de fontes renováveis não despacháveis e à falta de novas usinas hidrelétricas de armazenamento. Uma alternativa para o incremento da capacidade de armazenamento de energia do sistema elétrico nacional, que apresenta comprovado sucesso internacional, são as usinas hidrelétricas reversíveis (UHR). O presente trabalho é um estudo de caso com o objetivo de analisar a viabilidade técnica e econômica da implantação de uma miniusina hidrelétrica reversível de aproximadamente 200 kW de potência nominal. Foi desenvolvido um estudo comparativo teórico entre duas configurações de grupo gerador: bomba funcionando como turbina (BFT) e turbina hidráulica convencional. A UHR opera com carregamento por 15 horas através do conjunto motobomba alimentado pela rede elétrica via tarifação fora de ponta e geração por 6 horas na ponta via arbitragem de energia. Os resultados indicaram que a configuração da UHR com BFT é mais vantajosa do ponto de vista econômico do que com turbina convencional. No cenário atual, a mini UHR proposta possui maior atratividade econômica do que sistemas de armazenamento de energia em baterias, todavia as projeções apontam reduções significativas de custos das baterias ao longo da próxima década, devido ao desenvolvimento tecnológico e ganhos de escala associados. Assim, é possível que as baterias se tornem mais econômicas em comparação com a mini UHR.