Impacto da Introdução de Baterias de armazenamento de Energia em Smart Grids

De forma a não comprometer o conforto ou a qualidade de vida, nos dias de hoje, é obrigatório que a energia elétrica esteja presente. Sendo indispensável, torna-se necessário assegurar que a sua distribuição seja feita da forma mais qualitativa possível. Uma resposta rápida e eficaz a possíveis falhas que ocorram na rede, irá garantir a tal qualidade de serviço desejada. Para isso, a automatização dos processos é uma grande evolução e objetivo de concretização do setor elétrico. Neste contexto surge o conceito de Smart Grid, que tem como principal objetivo a combinação entre o setor elétrico e a evolução da tecnologia. A par desta característica, estes tipos de redes vêm também trazer evoluções no âmbito ambiental, pois a produção de energia elétrica é feita, maioritariamente, por fontes de energia renovável. Este projeto incide na análise das vantagens técnicas e económicas da inclusão de equipamentos que detêm capacidades de armazenamento de energia, as Baterias de Armazenamento de Energia (BAE), neste tipo de redes. Para tal, procedeu-se à utilização do método do Despacho Económico, que tem como principal objetivo a determinação dos níveis de produção de todas as unidades geradoras do sistema, satisfazendo a carga, ao mais baixo custo de produção. Com este método, foram criados vários cenários de estudo com vista a validar todo o propósito deste projeto. Nesta dissertação, é também realizado um estudo de viabilidade económica destes equipamentos de armazenamento de energia.

Impacto da introdução de baterias de armazenamento de energia em Smart Grids

De forma a não comprometer o conforto ou a qualidade de vida, nos dias de hoje, é obrigatório que a energia elétrica esteja presente. Sendo indispensável, torna-se necessário assegurar que a sua distribuição seja feita da forma mais eficiente possível. Uma resposta rápida e eficaz a possíveis falhas que ocorram na rede, irá garantir a tal qualidade de serviço desejada. Para isso, a automatização dos processos é uma grande evolução e objetivo de concretização do setor elétrico. Neste contexto surge o conceito de Smart Grid, que tem como principal objetivo a combinação entre o setor elétrico e a evolução da tecnologia. A par desta característica, estes tipos de redes vêm também trazer evoluções no âmbito ambiental, pois a produção de energia elétrica é feita, maioritariamente, por fontes de energia renovável. Este projeto incide na análise das vantagens técnicas e económicas da inclusão de equipamentos que detêm capacidades de armazenamento de energia, as Baterias de Armazenamento de Energia (BAE), neste tipo de redes. Neste estudo foi usado o método do Despacho Económico, que tem como principal objetivo a determinação dos níveis de produção de todas as unidades geradoras do sistema ao mais baixo custo de produção, satisfazendo a carga. Com recurso a este método, foram criados vários cenários de estudo com vista a validar o estudo apresentado neste artigo. Neste artigo é também realizado um estudo de viabilidade económica destes equipamentos de armazenamento de energia.

Modelamento e simulação de um sistema inversor trifásico para injeção de energia na rede de distribuição a partir de fontes renováveis do tipo FV

Este trabalho baseia se na necessidade de aumentar as fontes renováveis de energia, reduzindo assim a dependência de fontes não renováveis, principalmente as poluentes como as de provenientes de combustíveis fosseis. A fonte de energia renovável explorada neste trabalho é a advinda de energia solar, com a utilização de painéis solares e métodos de extração para converter esta energia em energia elétrica e assim poder utilizar esta energia de forma eficiente. A energia produzida por painéis fotovoltaicos se apresenta em forma de corrente continua, tendo assim a necessidade do uso de conversores CC-CA, ou ditos inversores de tensão, para utilização da mesma, já que a maioria do equipamentos que utilizam energia elétrica são construídos em forma a serem abastecidos com energia elétrica em corrente alternada. Como este trabalho foca na injeção da energia produzida pelos painéis FV na rede de distribuição de baixa tensão, faz se necessário o uso de um PLL para garantir que o sistema inversor esteja em sincronismo com a rede de distribuição e possa garantir a entrega de energia ativa. Por fim mas não menos importante, é utilizado neste projeto técnicas de MPPT para garantir um maior aproveitamento da energia proveniente dos painéis FV, ajudando assim a melhorar a eficácia deste tipo de energia, sendo mais fiável e viável.

Contributos para a avaliação do potencial de produção de energia em contexto urbano – Caso de Beja, Portugal

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

Produção de eletricidade a partir de energia solar fotovoltaica de larga escala PV e CPV na zona rural do município de Évora: área disponível e potencial técnico

No sentido de diminuir a dependência externa de energia nomeadamente de combustíveis fósseis, combater as alterações climáticas e colmatar o défice potencial de energia associada à dependência de energia hídrica, Portugal necessita aumentar o investimento noutras fontes de energia renovável (FER) para produção de eletricidade, nomeadamente na energia solar. Sendo uma das zonas com maior radiação solar da Europa (1 900 kWh/m2), Portugal não aproveita este recurso como poderia. O presente estudo avalia o potencial técnico de produção de energia solar fotovoltaica centralizado de larga escala (> 1 MW), no Concelho de Évora. Recorrendo ao sistema de informação geográfica ArcGIS, foram estimadas as áreas disponíveis e as áreas úteis potenciais para implementação de projetos de aproveitamento de energia solar fotovoltaica, por forma a calcular o potencial de potência instalada (MW) e de produção de energia elétrica (GWh/ano). Foram considerados diferentes cenários relativos ao uso do solo, no contexto do Plano Diretor Municipal, e ao tipo de projeto, tendo sido consideradas as tecnologias de sistema fotovoltaico sem concentração (PV) e de sistema fotovoltaico concentrado (CPV). No cenário mais restritivo sobre a ocupação do solo foi estimada uma área útil de 4 978 ha (cerca de 4% da área total do Município) que corresponde a um potencial técnico de produção de energia de 2 357 GWh/ano, se se considerar um sistema CPV com 1 MW de potência instalada. Para efeitos de comparação, esta produção corresponde a 9 vezes o valor do consumo de eletricidade anual do Concelho de Évora e a cerca de 5% do consumo anual de eletricidade em Portugal continental em 2012. O potencial muito significativo de produção de eletricidade solar é justificada pela disponibilidade de ocupação do solo, pelo declive suave do terreno e pelo excelente nível de radiação solar incidente. Da análise dos diversos cenários avaliados, concluiu-se que o sistema mais vantajoso, em termos de produção de energia por unidade de área, independentemente do cenário de ocupação do solo, é o sistema CPV de larga escala (20 a 30 MW) que apresenta valores de produção da ordem de 0,64 GWh/ha.

Previsão de produção de energia elétrica através de fontes de energia renováveis

A capacidade de prever precisamente a produção de energia renovável é extremamente relevante tanto do ponto de vista económico como para controlo da estabilidade da rede elétrica. Para tal, é necessário realizar uma previsão das condições meteorológicas adjacentes à produção de energia a partir de fontes de energia renovável. Vários modelos de previsão têm sido utilizados para este fim, desde modelos atmosféricos a modelos estatísticos, onde se destacam métodos como Redes Neuronais Artificiais ou a Metodologia de Box & Jenkins. Lidar com dados meteo-rológicos pode revelar algumas complicações devido à possível instabilidade das medições, com-plicando o desenvolvimento de um modelo de previsão adequado. Neste trabalho pretende-se realizar a previsão de produção a partir de uma instalação fotovoltaica e um gerador eólico através do uso da Metodologia de Box & Jenkins para desenvolver um modelo capaz de realizar a previsão das condições meteorológicas para diferentes horizontes temporais medidos no topo do edifício do Departamento de Engenharia Eletrotécnica (DEE) da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT), Universidade Nova de Lisboa (UNL), e usando esses valores para calcular a produção de energia. Os resultados obtidos revelaram um bom desempenho quando comparados os resultados previstos com os resultados reais para o mesmo período de tempo, garantindo que podem ser utilizados para calcular a previsão de potência produzida através das instalações presentes no local e encorajando novos estudos no tema.

Dimensionamento mecânico de um equipamento de aproveitamento de energia das ondas pelo sistema YOYOGEN

Nos últimos anos tem havido um grande investimento nas energias renováveis tendo como principal objetivo a redução das emissões de dióxido de carbono. Em vários ramos das renováveis a tecnologia já atingiu um estado de maturidade, como no caso da energia hídrica, eólica e solar. No entanto o mesmo não se passa com a energia das ondas onde ainda não se encontrou uma solução viável, que juntamente com o ele-vado potencial para a produção de energia elétrica abre o caminho para o estudo de abordagens alternativas a esta fonte de energia. O principal objetivo deste trabalho foi o dimensionamento do sistema mecânico do equipamento de aproveitamento de energia das ondas YOYOGEN, composto por um veio e vários geradores e engrenagens planetárias. Foi utilizado o software SolidWorks® para modelar em 3D todos os componen-tes do sistema mecânico. Nos cálculos para dimensionamento das engrenagens foram utilizadas as normas Britânicas e para os cálculos dos outros componentes as fórmulas da resistência dos materiais. Os resultados obtidos mostram que embora do ponto de vista dinâmico o sistema funcione, os requisitos de projeto para que o sistema funcione submerso durante 20 anos sem manutenção resultaram numa solução com engrenagens de dimensões e peso consideráveis. Estes resultados poderão por em causa a viabilidade do projeto visto que o sistema mecânico tem de se mover dentro de água com uma largura de aproxi-madamente 4 metros e uma massa a rondar as 3 toneladas.

Estudi de l'impacte ambiental i socioambiental al camp de dunes de Cumbe, afectat pel Parc Eòlic Aracati (Cearà, Brasil)

L'objectiu principal d'aquest estudi és analitzar i quantificar com s’han vist modificades les característiques ambientals i socioambientals del camp de dunes del curs baix del riu Jaguaribe, a causa del Parc Eòlic Aracati-Bons Ventos, i com aquests canvis han afectat a la població de Cumbe.

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica nas Energias Renováveis: o Potencial da Energia Solar na Ilha de São Vicente – Cabo Verde

A presente dissertação, tem como foco principal a aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ao estudo das energias renováveis, tendo como caso avaliar o potencial solar na ilha de São Vicente do arquipélago de Cabo Verde. A energia do sol é a principal fonte de energia renovável, e está disponível em quase todas as regiões do planeta. Quantificar o potencial energético solar de um lugar ou região é indispensável, para avaliar as potencialidades de produção de energia fotovoltaica. Outro fator importante prende-se com ordenamento territorial associado à exploração desses recursos energéticos, pelo que devem ser avaliadas as condições técnicas, ambientais e económicas, quando se pretende instalar parques para a produção de energia fotovoltaica. Assim, neste trabalho foram aplicadas as ferramentas SIG, para quantificar a radiação solar mensal e anual da ilha de São Vicente, arquipélago de Cabo Verde, através do modelo Solar Analyst. Numa segunda fase, aplicou-se a técnica de análise multicritério em combinação com os SIGs para definir as áreas mais favoráveis para a instalação de parques de produção de energia elétrica a partir da energia solar. Para o cálculo da radiação solar na ilha de São de Vicente, utilizou-se o modelo digital de terreno (MDT) e a latitude da ilha como parâmetros de entrada ao modelo. Para a análise multicritério definiram-se um conjunto de critérios que devem ser considerados na implementação de parques solares, nomeadamente, a disponibilidade de radiação solar existente na área, a distância à rede de transporte de energia elétrica e à rede viária, o declive do terreno, o uso e ocupação do solo e a proximidade às linhas de água. Para auxiliar na atribuição dos pesos aos critérios utilizados na análise aplicou-se a método Analytic Hierarchy Process (AHP). As áreas resultantes do processo da análise multicritério, foram confrontadas com a Carta de Condicionantes do esquema regional de ordenamento da ilha de São Vicente, aferindo a conformidade das propostas e reajustes subsequentes, de modo a obter os resultados finais.

Projecto de Cooperacao Bilateral entre Cabo-Verde e os Países Baixos - Energias Renováveis - Relatório Final - 2ª Fase

o interesse da República de Cabo Verde na utiliza9ao da energia renovável é basicamente económico. O país é muito pobre e todo o custo de energia pesa profundamente na sua economia nacional,visto nao existirem recursos de energia "tradicional". A utiliza~ao da energia renovável para bombagem de água é por isso, de grande importancia porque reduz a importa~ao de petróleo. Tanto a energia eólica como a energia solar oferecem grandes possibilidades em Cabo Verde. O país está sendo atingido pelo pior e mais langa período de seca jamais experimentado na sua história. Pode-se imaginar os problemas enfrentados para abastecimento de água a populac~o, abeberamento de animais e irriga- .., , ,,, , ~ao das poucas areas agrlcolas. O abastecimento de água potável é extremamente importante neste país, é apenas para a sobrevivencia da maior parte da sua popula9ao rural (190.000 habitantes), com pouco poder aquisitivo dado a diminuisao da área agrícola irrigada e a quantidade de gado, nos últimos 15 anos. Na agricultura irrigada, de momento totalizando apenas 2.000 ha, utilizase relativamente grande quantidade de combustível, porque 50% consiste em irrigasao por bombagem. Por esta razao o governo de Cabo Verde estimula fortemente a utilizasao das energias renováveis. As actividades neste campo come~aram em 1977 com a cria~ao da Divisao de Energias Renováveis (DER) dentro do Ministério do Desenvolvimento Rural (MUR). O governo de Cabo Verde e a PNUD (Projecto PNUD CVI/76/X05 - Demonstrasao de Energia Nao Convenciorial) puseram fundos a disposi~ao. Este projecto contribuiu com 3 aerogeradores e um volontário, Sr. Van Meel, que trabalhou anteriormente no Grupo de Energia Eólica de Eindhoven e que faz parte do CWD. Desde o seu início, a Divisao deu prioridade a bombagem de água para o abastecimento de água potável, o que foi e continua a ser urna necessidade urgente nas Ilhas de Cabo Verde. Os Servi~os da Igreja Mundial ofereceram 25 aerobombas Dempster com ventoinha de 8' de diametro e mais tarde a UNICEF distribuiu 10 Dempsters de ]4'. Gradualmente mais organiza90es financiadoras envolveram-se nas actividades da DER, como por exemplo a ClMADE, FAC, Embaixada An~ricana, Embaixada do Canadá, ICCO, etc. O Ministério do Desenvolvimento e Coopera9ao dos Países Baixos (DGIS) encarregou- se, em 1979, da norneasao do voluntárío da PNUD. Também em 1979 a USAID envolveu-se. Foi reconhecido e implementado um projecto de energia renovável (ref. 1). Este projecto comecou em Agosto de 1980. O papel prin cipal do projecto consistia na aquisiq~o de material e equipamento para urna nova oficina da DER. Urna das premissas do projecto era que o DGIS prestaria assistencia él Divisao. A pedido do DGIS a CWD realizou um estudo sobre a viabilidade de aplica9ao de aerobombas durante o primeiro semestre de 1980 (ref. 2). O estudo revelou que 75% das necessidades de água por bombagem em Cabo Verde, pode ria ser desempenhado pelos moinhos. - O projecto proposto diz respeito nao apenas a assistencia técnica, mas também ao financiamento da nova oficina e a aquisi9ao de cerca de 30 moi nhos. Este projecto bilateral entre Cabo Verde e os Países Baixos - Energias Renováveis", depois da aprova<;ao de Cabo Verde e do DGIS, veia a comecar no dia 1 de Julho de 1981 e estendeu-se por 3 anos. O período de 1977 a Julho de 1981 classifica-se agora como a primeira fase das actividades. Durante este período o CWD contribuiu com a assist€ncia técnica. O período de Julho de 1981 a Julho de 1984 é classificado como segunda fase e será relatado neste documento. O projecto foi executado pela DER. O Director da DER é, desde Fevereiro de 1983, o Sr. Daniel Livramento, licenciado em Física (Brasil 1982). Outros funcionários do corpo directivo sao o Sr. David Cardoso (desde Novem bro de 1983) e muito recentemente, desde Maio de 1984, o Sr. F. Ferreira7 A colaboracao dos Países Baixos para o projecto tem sido efectuada por En genheiros Consultores do DHV, em nome e como associados do CWD. O Sr. K.Versteegh, consultor do CWD, comecou a trabalhar para o projecto em 1 de Julho de 1981 e o Sr. N.Pieterse,~consultordo CWD, em 15 de Setembro de 1981. O Sr. Van Meel deixou o projecto a 1 de Novembro de 1981. O projecto foi avaliado em Novembro de 1983, por urna missao tripartida (Cabo Verde, USAID, DGIS) - Ref. 3. As conclusoes desta missao de avaliacao foram, em geral, positivas e o prolongamento do projecto foi fortemen te recomendado, com €nfase sobre aprodu~ao local. Entretanto, a DER e o CWD prepararam urna proposta para a extensao do projecto por mais 3 anos (Ref. 4). Esta extensao foi aprovada por Cabo Verde e pelo DGIS. O Sr. Versteegh foi substituído em Julho de 1984 e o Sr. Pieterse será substituido em Setembro de 1984 pelos Srs. J.Diepens e H. van der Spek, respectivamente. O conteúdo deste relatório é o seguinte: No capitulo 2 é apresentada urna exposi~ao do trabalho que incluiu um resumo das actividades realizadas na fase 1. Nos restantes capítulos descrevem-se as actividades durante a segunda fase. O relatório divide-se em tr€s partes: la. Parte (capítulo 3 a 8) refere-se ao trabalho executado: instalacao, funcionamento e rnanutencao de aerobombas servi~o~ e materiais distribuidos J pessoal e organiza9ao finalidade e sistema económico revisao da pot€ncia da água bombeada apoio ao projecto relatórios 2a. Parte salienta alguns aspectos importantes do projecto: funcionamento e manuten9ao de aerobombas (Cp. 19) metodologia de selec~ao de locais (Cp. 10) alguns estudos dos sistemas de funcionamento (Cp. 1]) elabora~ao de dados do vento (Cp. ]2) rendirnento das aerobombas utilizadas pela DER (Cp. ]3) 3a. Parte apresenta as conclusoes e recomendações (Cp. 14)

Avaliação de um sistema de cavaqueamento de ponteiras de eucalipto para aproveitamento energético

Os objetivos deste trabalho foram avaliar o desempenho e estimar os custos de um sistema de cavaqueamento de ponteiras de eucalipto, resultantes de colheita florestal, para aproveitamento energético em uma empresa de base florestal localizada no Estado do Pará, na Região Norte do Brasil. O sistema era composto por um picador florestal, dois tratores florestais transportadores autocarregáveis (com grua) e uma carregadora frontal. A coleta de dados baseou-se em estudo de tempos e movimentos, determinação do consumo de combustível e pesagem dos cavacos produzidos. A produtividade média do sistema foi de 17,51 toneladas por hora efetiva. A eficiência operacional foi de 51,9%, devido a diversas demoras operacionais, principalmente para conserto e manutenção do picador. O transporte de cavacos foi considerado o ponto de estrangulamento do sistema, devido a ocorrências de falta de caminhão disponível no local para o carregamento. O sistema pode produzir entre 94 e 162 vezes mais energia do que consome. O custo do sistema por hora efetiva foi de R$376,56, o que representa R$21,51/t de cavacos ou R$2,70/GJ.

O setor de energia elétrica brasileiro: a comercialização e a potencialização dos incentivos a investir

O presente trabalho busca estudar a reestruturação ocorrida no setor elétrico brasileiro na década de 1990 modelo de mercado de energia vigente, com foco na comercialização. Neste contexto, analisam-se os motivos para lacunas de investimento no setor. Além disto, ainda da ótica do investidor, ressaltam-se as questões ambientais tributárias do setor elétrico brasileiro.

Leilão multiunidade: principais resultados e aplicação ao mercado de energia brasileiro

O presente estudo é dividido em três partes: a primeira é um resumo dos principais resultados teóricos encontrados na literatura de Leilões Multiunidade que são úteis em leilões de geração de energia. Dentre eles, foram analisadas as características dos leilões Discriminatório, Uniforme, de Vickrey, Ascendente e Híbrido levando em consideração os critérios de eficiência e pagamento esperado. A segunda parte é uma tentativa de extensão de um modelo de leilão híbrido para o caso de uma unidade para o de multiunidade. Finalmente, a terceira parte explica como é feito o leilão de geração de energia no Brasil.

O impacto de reestruturação e privatização na gestão integrada do setor de energia elétrica: análise do setor a partir da abordagem de redes

The Brazilian energetic sector is passing through deep transformations. The restructure is mainly characterized by the passage from a vertical and centrally coordinated system, in hands of the State, to a more horizontal one, with characteristics of a network, in which organizations, such as the National Agency of Electric Energy (ANEEL), the new regulator entity, the Wholesaler Market of Electric Energy (MAE), the National Operator of Electric System (ONS), Eletrobrás and the National Bank of Economic and Social Development (BNDES) are designated as the principals integrators of the system. The objective of the present work was to analyze the influence of the privatization and restructuring processes in the integration of the Brazilian system of electric energy. The analysis was based on the instruments offered by the network approach. The results of the research show that the Brazilian sector of electric energy cannot be considered as a highly integrated network. In this new horizontal configuration, the social actors are affirming its roles, functions and objectives, while the key-organization like ANEEL, ONS, MAE, Eletrobrás, and BNDES are being structured to strengthen its integrative role.

A reforma do estado e a crise no setor de energia elétrica: uma visão crítica do caso brasileiro

This study tried to describe the State reform in the Brazilian energetic sector and how the energetic crises of 2001 influenced this process. With this purpose, two kinds of research were done: a bibliographic and some interviews. Many authors were studied to find out the construction of the State role in the Brazilian energetic sector. The interviews were done with nine specialists trying to confirm some positive and negative characteristics of the two models (1998 and 2004) and the causes of the crises studied in the bibliographic research. In addition, the specialists were consulted to tell their opinion about the State role in the sector. Then this study found out that the State must find an optimal size: not too small like in the first model (1998) that lacked a planning agent for the sector; nor too large as the State doesn't have enough money for the required investments of this sector.