[en] METHODOLOGY FOR COMPARING AND SELECTING ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES FOR ELECTRIC POWER SYSTEMS: A MULTICRITERIA APPROACH
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
MAXWELL
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
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Resumo: | [pt] Nos últimos anos tem havido uma grande modificação da matriz elétrica brasileira, como se pode comprovar ao avaliar os recentes Planos de Expansão de Energia – PDE elaborados pela EPE. Houve um grande investimento em usinas eólicas e fotovoltaicas e uma redução no número de hidroelétricas construídas e planejadas. Além disso, as recentes crises hidrológicas podem sinalizar que a alteração climática, associada a intensificação dos ciclos naturais de bloqueios atmosféricos (ENOS), pode reduzir a geração hidráulica. Com maiores investimentos em usinas eólicas e solares (fontes não controláveis) em larga escala, será necessário dispor de formas para garantir o atendimento à demanda. Essa garantia poderá se dar por meio de mais geração termoelétrica a combustível fóssil, que pode ser reduzida com a implantação de Sistemas de Armazenamento de Energia (SAEs). Assim, a variabilidade de produção de energia das fontes intermitentes precisa ser coberta com recursos que aumentem a flexibilidade operativa. E dessa forma, o interesse maior da pesquisa visou utilizar métodos de análise multicritério de apoio à decisão com base na avaliação do desempenho dos SAEs considerando diversos atributos técnicos, econômicos e socioambientais para selecionar aqueles mais adequados para o suporte de grade na transmissão e distribuição e de gerenciamento de energia elétrica (num sistema hidrotérmico que vai ser cada vez mais complexo de operar com a entrada de grandes plantas de geração renovável intermitente). Foi selecionado o modelo AHP Fuzzy TOPSIS para essa avaliação por facilitar avaliações subjetivas, como aquelas associadas aos aspectos socioambientais e por sua maior transparência numa discussão multidisciplinar e com diversos interlocutores. O resultado mostrou a eficácia da metodologia adotada para a ordenação e seleção das melhores soluções para armazenamento de energia elétrica. |
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[en] METHODOLOGY FOR COMPARING AND SELECTING ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES FOR ELECTRIC POWER SYSTEMS: A MULTICRITERIA APPROACH[pt] METODOLOGIA PARA COMPARAÇÃO E SELEÇÃO DE TECNOLOGIAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA PARA SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA: UMA ABORDAGEM MULTICRITÉRIO[pt] AHP[pt] IMPACTO SOCIOAMBIENTAL[pt] TOPSIS[pt] SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA[pt] METODO MULTICRITERIO DE APOIO A DECISAO[en] AHP[en] SOCIO-ENVIRONMENTAL IMPACT[en] TOPSIS[en] ENERGY STORAGE SYSTEM[en] MULTI-CRITERIA DECISION MAKING[pt] Nos últimos anos tem havido uma grande modificação da matriz elétrica brasileira, como se pode comprovar ao avaliar os recentes Planos de Expansão de Energia – PDE elaborados pela EPE. Houve um grande investimento em usinas eólicas e fotovoltaicas e uma redução no número de hidroelétricas construídas e planejadas. Além disso, as recentes crises hidrológicas podem sinalizar que a alteração climática, associada a intensificação dos ciclos naturais de bloqueios atmosféricos (ENOS), pode reduzir a geração hidráulica. Com maiores investimentos em usinas eólicas e solares (fontes não controláveis) em larga escala, será necessário dispor de formas para garantir o atendimento à demanda. Essa garantia poderá se dar por meio de mais geração termoelétrica a combustível fóssil, que pode ser reduzida com a implantação de Sistemas de Armazenamento de Energia (SAEs). Assim, a variabilidade de produção de energia das fontes intermitentes precisa ser coberta com recursos que aumentem a flexibilidade operativa. E dessa forma, o interesse maior da pesquisa visou utilizar métodos de análise multicritério de apoio à decisão com base na avaliação do desempenho dos SAEs considerando diversos atributos técnicos, econômicos e socioambientais para selecionar aqueles mais adequados para o suporte de grade na transmissão e distribuição e de gerenciamento de energia elétrica (num sistema hidrotérmico que vai ser cada vez mais complexo de operar com a entrada de grandes plantas de geração renovável intermitente). Foi selecionado o modelo AHP Fuzzy TOPSIS para essa avaliação por facilitar avaliações subjetivas, como aquelas associadas aos aspectos socioambientais e por sua maior transparência numa discussão multidisciplinar e com diversos interlocutores. O resultado mostrou a eficácia da metodologia adotada para a ordenação e seleção das melhores soluções para armazenamento de energia elétrica.[en] In recent years there has been a major change in the Brazilian electrical matrix, as can be seen when evaluating the last Energy Expansion Plan (PDE 2002) prepared by EPE. There was a large investment in wind and photovoltaic plants, and a reduction in construction and even in the planning of new hydroelectric plants. Associated with this change, it is important to highlight the observation of climate change effects in its hydrographic basins in the last ten years. A long period of drought was noticed, which started in 2012 and lasted until 2019, being an even more serious event than the worst drought ever recorded in Brazilian basins. This fact resulted in the hiring of emergency thermal plants to meet demand in 2022. This hydrological crisis is already a sign that climate change, associated with the intensification of natural cycles of atmospheric blockages (ENSO), can reduce hydraulic generation. And with greater investments in large-scale in the wind and solar plants, it will be necessary to have more thermoelectric generation using fossil fuel to support the intermittence of these renewables, an operation that can be reduced with the implementation of Energy Storage Systems (ESSs). Resources with operational flexibility that can mitigate the increasing variability of the production of renewable sources in electrical matrices will contribute to balancing the load and regulating the frequency. Thus, ESS can reduce the effects of the irregularity of renewable production and help transmission networks to meet demand at peak consumption hours (EPE, 2018), maintain electrical system frequency stability, and optimize the economic performance of generation systems, avoiding activation of less competitive resources such as fossil fuel thermoelectric plants (EPE, 2018). Several countries have already started to invest in pumped storage hydropower (PSH) to enable the intermittent renewable generation and reduce emissions (China and Europe, IDB, 2021).MAXWELLRODRIGO FLORA CALILIRODRIGO FLORA CALILIRODRIGO FLORA CALILIRODRIGO FLORA CALILITARCISIO LUIZ COELHO DE CASTRO2024-11-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=68560&idi=1https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=68560&idi=2http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.68560porreponame:Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)instacron:PUC_RIOinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-11-07T00:00:00Zoai:MAXWELL.puc-rio.br:68560Repositório InstitucionalPRIhttps://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/ibict.phpopendoar:5342024-11-07T00:00Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell) - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)false |
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[pt] Nos últimos anos tem havido uma grande modificação da matriz elétrica brasileira, como se pode comprovar ao avaliar os recentes Planos de Expansão de Energia – PDE elaborados pela EPE. Houve um grande investimento em usinas eólicas e fotovoltaicas e uma redução no número de hidroelétricas construídas e planejadas. Além disso, as recentes crises hidrológicas podem sinalizar que a alteração climática, associada a intensificação dos ciclos naturais de bloqueios atmosféricos (ENOS), pode reduzir a geração hidráulica. Com maiores investimentos em usinas eólicas e solares (fontes não controláveis) em larga escala, será necessário dispor de formas para garantir o atendimento à demanda. Essa garantia poderá se dar por meio de mais geração termoelétrica a combustível fóssil, que pode ser reduzida com a implantação de Sistemas de Armazenamento de Energia (SAEs). Assim, a variabilidade de produção de energia das fontes intermitentes precisa ser coberta com recursos que aumentem a flexibilidade operativa. E dessa forma, o interesse maior da pesquisa visou utilizar métodos de análise multicritério de apoio à decisão com base na avaliação do desempenho dos SAEs considerando diversos atributos técnicos, econômicos e socioambientais para selecionar aqueles mais adequados para o suporte de grade na transmissão e distribuição e de gerenciamento de energia elétrica (num sistema hidrotérmico que vai ser cada vez mais complexo de operar com a entrada de grandes plantas de geração renovável intermitente). Foi selecionado o modelo AHP Fuzzy TOPSIS para essa avaliação por facilitar avaliações subjetivas, como aquelas associadas aos aspectos socioambientais e por sua maior transparência numa discussão multidisciplinar e com diversos interlocutores. O resultado mostrou a eficácia da metodologia adotada para a ordenação e seleção das melhores soluções para armazenamento de energia elétrica. |
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