Teoria de carteiras e a alocação de parques eólicos offshore

The consumption of energy on the planet is currently based on fossil fuels. They are responsible for adverse effects on the environment. Renewables propose solutions for this scenario, but must face issues related to the capacity of the power supply. Wind energy offshore emerging as a promising alternative. The speed and stability are greater winds over oceans, but the variability of these may cause inconvenience to the generation of electric power fluctuations. To reduce this, a combination of wind farms geographically distributed was proposed. The greater the distance between them, the lower the correlation between the wind velocity, increasing the likelihood that together achieve more stable power system with less fluctuations in power generation. The efficient use of production capacity of the wind park however, depends on their distribution in marine environments. The objective of this research was to analyze the optimal allocation of wind farms offshore on the east coast of the U.S. by Modern Portfolio Theory. The Modern Portfolio Theory was used so that the process of building portfolios of wind energy offshore contemplate the particularity of intermittency of wind, through calculations of return and risk of the production of wind farms. The research was conducted with 25.934 observations of energy produced by wind farms 11 hypothetical offshore, from the installation of 01 simulated ocean turbine with a capacity of 5 MW. The data show hourly time resolution and covers the period between January 1, 1998 until December 31, 2002. Through the Matlab R software, six were calculated minimum variance portfolios, each for a period of time distinct. Given the inequality of the variability of wind over time, set up four strategies rebalancing to evaluate the performance of the related portfolios, which enabled us to identify the most beneficial to the stability of the wind energy production offshore. The results showed that the production of wind energy for 1998, 1999, 2000 and 2001 should be considered by the portfolio weights calculated for the same periods, respectively. Energy data for 2002 should use the weights derived from the portfolio calculated in the previous time period. Finally, the production of wind energy in the period 1998-2002 should also be weighted by 1/11. It follows therefore that the portfolios found failed to show reduced levels of variability when compared to the individual production of wind farms hypothetical offshore

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

O consumo de energia no planeta é atualmente baseado no uso de combustíveis fósseis. Eles são responsáveis por efeitos negativos sobre o meio-ambiente. As energias renováveis propõem soluções para esse cenário, mas devem encarar questões relacionadas à capacidade de fornecimento de energia. A energia eólica offshore desponta como uma alternativa promissora. A velocidade e estabilidade dos ventos são maiores sobre oceanos, mas a variabilidade dos mesmos pode provocar flutuações inconvenientes à geração de energia elétrica. Para diminuir isso, uma combinação de parques eólicos distribuídos geograficamente foi proposta. Quanto maior a distância entre eles, menor a correlação entre a velocidade dos ventos, aumentando a probabilidade de que produzam conjuntamente um sistema de energia mais estável, com menos flutuações da produção de energia. O uso eficiente da capacidade de produção dos parques eólicos, entretanto, depende da distribuição deles em ambientes marítimos. O objetivo desta pesquisa foi analisar a alocação ótima de parques eólicos offshore na costa leste dos EUA, através da Moderna Teoria de Carteiras. A Moderna Teoria de Carteiras foi empregada de modo que o processo de construção das carteiras de energia eólica offshore contemplasse a particularidade da intermitência dos ventos, através dos cálculos de retorno e risco da produção dos parques eólicos. A pesquisa foi desenvolvida com 25.934 observações de energia, produzidas por 11 parques eólicos offshore hipotéticos, a partir da instalação simulada de 01 turbina oceânica com capacidade máxima de 5 MW. Os dados apresentam resolução de tempo horária e cobrem o período entre 01 de janeiro de 1998 até 31 de dezembro de 2002. Por meio do software Matlab R , foram calculadas seis carteiras de mínima variância, cada qual para um período de tempo distinto. Diante da desigualdade da variabilidade dos ventos no tempo, estabeleceu-se quatro estratégias de rebalanceamento para avaliar o desempenho das carteiras calculadas, o que possibilitou identificar a mais benéfica à estabilidade da produção de energia eólica offshore. Os resultados apontaram que a produção de energia eólica dos anos de 1998, 1999, 2000 e 2001 deve ser ponderada pelos pesos das carteiras calculadas nos mesmos períodos, respectivamente. Os dados de energia de 2002 devem utilizar os pesos oriundos da carteira calculada no período de tempo anterior. Por fim, a produção de energia eólica do período entre 1998-2002 deve ser igualmente ponderada por 1/11. Conclui-se assim que as carteiras encontradas conseguiram demonstrar níveis de variabilidade reduzidos quando comparados aos da produção individual dos parques eólicos offshore hipotéticos