Usinas reversíveis como sistema de estabilização de geração para fontes intermitentes

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: CALDEIRA, Marina Júnia Vilela
• Orientador(a): SANTOS, Ivan Felipe Silva dos
• 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; Usina reversível; Energia renovável; Armazenamento de energia; Plantas híbridas; Geração fotovoltaica
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA::ENGENHARIA DE ENERGIA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3573

O crescimento da geração de energias renováveis contribui para a descarbonização e diversificação da matriz elétrica. Contudo, também traz desafios ao setor elétrico como a necessidade de instalação de sistemas de armazenamento de energia. Nesse cenário as usinas hidrelétricas reversíveis (UHR) se tornam relevantes, por possuírem potencialidade para mitigar a intermitência de fontes renováveis, como eólica e solar, e aumentarem a segurança energética. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou avaliar a viabilidade de implantar UHR para recuperação do nível do reservatório em usinas hidrelétricas (UHE) já existentes, operando a partir de energia fotovoltaica. As UHE já existentes são utilizadas para a garantia energética e confiabilidade do sistema, já a usina Fotovoltaica é usada para a estabilização dos níveis do reservatório e complementariedade de geração. Para que tal objetivo fosse atingido, aplicou-se a simulação de uma planta fotovoltaica nas potenciais UHE através do cálculo da potência complementar e estudo econômico, selecionando as UHE de baixo fator de capacidade mais qualificadas a receberem o projeto de hibridização. Posteriormente se dimensionou o sistema fotovoltaico para essa potência complementar, seguindo da simulação do VPL em função da potência de modo a achar a potência ótima de complementariedade, concluindo com o estudo de aplicação da UHR. Visando o não investimento em repotencialização da subestação e linha, os resultados apontam por meio do VPL que é melhor operar com perda de energia por excesso de geração em alguns dias do que operar sem superação da subestação e linha. Geralmente com baixas vazões e consequente menor pluviometria a geração fotovoltaica atinge um maior rendimento, otimizando assim o fator de capacidade da UHE e utilização da subestação/linhas. Os resultados demonstram que é mais viável para a planta fotovoltaica operar com perda de energia por excesso de geração em alguns dias do que operar sem superação da potência da subestação. Já a viabilidade da UHR aplicada para recuperação do nível do reservatório só é assegurada quando tarifas elevadas para remuneração do sistema de armazenamento são adotadas.