Modelos de gestão de energia para pequenas micro redes fotovoltaicas no contexto colombiano

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Hernandez, Alejandro Sallyth Guerrero
• Orientador(a): Arruda, Lucia Valeria Ramos de
• Banca de defesa: Neves Junior, Flavio , Salamanca, Henry Leonardo Lopez , Magatao, Leandro , Arruda, Lucia Valeria Ramos de , Ferreira, Vitor Hugo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sistemas de energia elétrica - Administração - Colombia; Energia elétrica - Produção; Energia elétrica - Distribuição; Sistemas de energia fotovoltaica; Programação não-linear; Energia - Fontes alternativas; Estudos de viabilidade; Electric power systems - Management - Colômbia; Electric power production; Electric power distribution; Photovoltaic power system; Nonlinear programming; Renewable energy sources; Feasibility studies
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAIS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25137

Um país em desenvolvimento que não possui soluções energéticas adequadas experimenta sem dúvida, efeitos adversos em termos de competitividade, desenvolvimento econômico e social. Nas últimas décadas o sistema de energia elétrica evoluiu para microrredes de pequena escala que integram recursos de energia distribuída, cargas, conversores de energia e componentes da rede de forma estável, funcionando em modo ilha ou conectadas à rede. Esta tese se concentra no estudo de sistemas de gerenciamento de energias adaptáveis a microrredes para coordenar geração, demanda e armazenamento, atendendo às necessidades do usuário no contexto colombiano. O primeiro estudo de caso considerou as zonas não interligadas (ZNI), onde a principal fonte de energia elétrica dessas comunidades são os geradores a gasóleo, caros e que não respeitam o meio ambiente. O objetivo de estudo é propor um modelo de sistema de energia capaz de reduzir o consumo desse combustível fóssil na ZNI colombiana. A implementação técnica e econômica de um sistema fotovoltaico de pequena escala com e sem sistema híbrido de armazenamento de energia (HESS) conectado à rede é proposta com base na política de incentivos da regulamentação colombiana. Um modelo de otimização de programação não linear inteira mista (MINLP) foi desenvolvido, incluindo os custos de armazenamento de uma bateria de chumbo-ácido e um supercapacitor. Este modelo permite analisar os benefícios da tarifa de energia elétrica e maximizar a receita da geração por sistema fotovoltaico. As conclusões deste estudo oferecem sugestões de políticas e incentivos econômicos para melhorar o uso de fontes de energia renováveis em ZNIs na Colômbia. Também serve como um precedente que pode ser implementado em outros países em desenvolvimento. O segundo caso de estudo apresenta o conceito de agrivoltaico como uma solução de uso do solo de duplo propósito (geração de energia e plantação). É realizada uma análise para avaliar a instalação de sistemas fotovoltaicos elevados a uma altura considerável do solo, e sob eles é feito o cultivo de mandioca industrial. Para esta instalação, é desenvolvido um modelo de otimização linear inteira mista (MILP) para otimizar o funcionamento da microgrid proposta, gerenciando a energia armazenada no banco de baterias, reduzindo a potência absorvida da rede elétrica e, em caso de sobra, exportando para a venda . Os resultados mostram que o produtor terá um duplo benefício: a venda de energia ao longo do ano e o lucro gerado pela industrialização da mandioca, que contribui para a preservação da segurança alimentar e atendimento à crescente demanda por eletricidade.