Procedimento de armazenamento de energia com usinas hidrelétricas reversíveis como mecanismo sustentável para recuperação de nível de água em reservatórios de centrais hidrelétricas de regularização: estudo de caso da UHE Furnas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: MENSAH, Johnson Herlich Roslee
• Orientador(a): TIAGO FILHO, Geraldo Lúcio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia
• Departamento: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Usinas hidrelétricas reversíveis (UHRs); Recuperação e manutenção do nível de água do reservatório de Furnas; Geração de energia elétrica
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2333

Recentemente, as Usinas Hidrelétricas (UHEs) vêm perdendo competitividade perante as fontes renováveis, especificamente a fonte eólica e solar fotovoltaica, devido à crise hídrica registrada no país, que deixou os principais reservatórios do sistema hidrelétrico brasileiro deplecionados e com dificuldades de recuperar os níveis nominais de operação. Porém, essas fontes possuem umas limitações cuja principal delas é a intermitência e, portanto, as formas de armazenamento de energia, com destaque as Usinas Hidrelétricas Reversíveis (UHRs), podem ajudar a mitigar essa intermitência, permitindo assim um fornecimento energético de forma constante e ininterrupto. Neste contexto, o presente trabalho propõe estudar o uso de uma UHR, concatenada com fontes renováveis solar e/ou eólica como mecanismo de recuperação do nível de água do reservatório da UHE de Furnas. Para tanto, realizou-se inicialmente um pré-dimensionamento da UHR optando-se por instalar uma capacidade de 423 MW, seguido do pré-dimensionamento dos parques solar e eólico, após determinação dos possíveis locais onde esses parques apresentam maior potencial energético. Cálculos energéticos realizados mostraram que a energia que poderia ser gerada pela UHR diariamente foi de 1692 MWh/dia, equivalente a 617,58 GWh/ano. Porém, para armazenar essa quantidade energética, seria necessário o consumo de 2729 MWh/dia, havendo um saldo energético negativo de 1037 MWh a ser compensado pelo parque eólico e/ou solar fotovoltaico diariamente. Com esse mecanismo, seria possível recuperar o nível do reservatório na ordem de 0,45 metro anualmente. Por fim, fez-se um estudo de análise sobre a viabilidade do empreendimento para um período de 30 anos, considerando-se três cenários diferentes e empregando os métodos VPL (Valor Presente Líquido) e LCOE (Levelized Cost of Electricity), resultando na inviabilidade do empreendimento em todos os cenários estudados.