Modelo matemático para otimização dos custos de um sistema híbrido eólico-solar : aplicação no bombeamento de petróleo

This work purposes the application of a methodology to optimize the implantation cost of an wind-solar hybrid system for oil pumping. The developed model is estimated the implantation cost of system through Multiple Linear Regression technique, on the basis of the previous knowledge of variables: necessary capacity of storage, total daily energy demand, wind power, module power and module number. These variables are gotten by means of sizing. The considered model not only can be applied to the oil pumping, but also for any other purposes of electric energy generation for conversion of solar, wind or solar-wind energy, that demand short powers. Parametric statistical T-student tests had been used to detect the significant difference in the average of total cost to being considered the diameter of the wind, F by Snedecor in the variance analysis to test if the coefficients of the considered model are significantly different of zero and test not-parametric statistical by Friedman, toverify if there is difference in the system cost, by being considered the photovoltaic module powers. In decision of hypothesis tests was considered a 5%-significant level. The configurations module powers showed significant differences in total cost of investment by considering an electrical motor of 3 HP. The configurations module powers showed significant differences in total cost of investment by considering an electrical motor of 5 HP only to wind speed of 4m/s and 6 m/s in wind of 3 m, 4m and 5 m of diameter. There was not significant difference in costs to diameters of winds of 3 m and 4m. The mathematical model and the computational program may be used to others applications which require electrical between 2.250 W and 3.750 W. A computational program was developed to assist the study of several configurations that optimizes the implantation cost of an wind-solar system through considered mathematical model

Este trabalho propõe a aplicação de uma metodologia para otimizar o custo da implantação de um sistema híbrido eólico-solar para bombeamento de petróleo. O modelo desenvolvido estima o custo da implantação do sistema por meio da utilização da técnica de Regressão Linear Múltipla, com base no conhecimento prévio das variáveis: capacidade necessária de armazenamento, demanda diária total de energia, potência do aerogerador, potência de módulos e número de módulos, sendo estas variáveis obtidas por meio de dimensionamento. O modelo proposto pode ser aplicado não somente ao bombeamento de petróleo, mas também para quaisquer outras finalidades de geração de energia elétrica por conversão da energia eólica, solar ou eólica-solar que demandem baixas potências. Foram utilizados testes estatísticos paramétricos tais como o T-student, para detectar a diferença significativa na média do custo total ao ser considerado o diâmetro do aerogerador; o F de Snedecor, na análise de variância para testar se os coeficientes do modelo proposto são significativamente diferentes de zero e o teste estatístico não-paramétrico de Friedman, para verificar se existe diferença no custo do sistema, ao ser considerado as potências dos módulos fotovoltaicos. Na decisão dos testes de hipóteses considerou-se um nível de significância de 5%. As configurações de potências dos módulos apresentaram diferenças significativas no custo total do investimento ao ser considerado um motor elétrico de 3 HP. As configurações de potências dos módulos apresentaram diferenças significativas com motor elétrico de 5 HP somente para velocidades de vento de 4 m/s e 6 m/s em aerogeradores de 3 m, 4 m e 5 m de diâmetros. Não existiu diferença significativa nos custos para diâmetros de aerogeradores de 3 m e 4 m. O modelo matemático e o programa computacional podem ser utilizados para outras aplicações que requeiram potência elétrica entre 2.250 W e 3.750 W. Desenvolveu-se um programa computacional para auxiliar o estudo de várias configurações, o qual otimiza o custo de implantação de um sistema eólico-solar com base no modelo matemático proposto