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Síntese e otimização econômica de um sistema energético em um hotel paraibano

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Lima, Karollyne Marques de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia de Energias Renováveis
Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis
UFPB
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21619
Resumo: Polygeneration systems, also known as combined power generation, in which two or more energy services are obtained from a single resource, assisted by renewable energy sources are considered important alternatives to supply the energy demands of buildings. However, determining the best configuration and operational strategy for these types of systems is a complex task, due to the multiple technology options available and the dynamic operating conditions of buildings and their surroundings. This work deals with the synthesis and optimization of an energy system for a commercial building (hotel). Demand for electricity, hot water and refrigeration was considered for a hotel located in Conde, in the state of Paraíba. The optimization problem was based on Mixed Integer Linear Programming, and included conventional equipment and solar energy (photovoltaic and thermal) and biomass. The objective function of the optimization was to minimize annual economic costs, which considered equipment and operating costs. The model solution suggested the installation of 70 photovoltaic panels, and used biomass (sugarcane bagasse) to start a boiler for the production of hot water. Solar collectors for hot water production were not part of the solution. For comparison purposes, a reference system was established, where energy demands are met in a conventional manner (without cogeneration or renewable energy), whose annual cost was R$ 80.799,00. Although with an initial investment of higher equipment for the optimized system, it benefited from the high degree of energy integration and had a total annual cost of R$ 24.358,00 (30,2% lower). Sensitivity analyzes were evaluated, varying the tariff modality, the natural gas tariff, the type of biomass, and the electricity tariff. The economical solution indicated an energy system using renewable resources, biomass and photovoltaic solar energy, to minimize the total annual costs of the hotel's energy supply.
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The optimization problem was based on Mixed Integer Linear Programming, and included conventional equipment and solar energy (photovoltaic and thermal) and biomass. The objective function of the optimization was to minimize annual economic costs, which considered equipment and operating costs. The model solution suggested the installation of 70 photovoltaic panels, and used biomass (sugarcane bagasse) to start a boiler for the production of hot water. Solar collectors for hot water production were not part of the solution. For comparison purposes, a reference system was established, where energy demands are met in a conventional manner (without cogeneration or renewable energy), whose annual cost was R$ 80.799,00. Although with an initial investment of higher equipment for the optimized system, it benefited from the high degree of energy integration and had a total annual cost of R$ 24.358,00 (30,2% lower). Sensitivity analyzes were evaluated, varying the tariff modality, the natural gas tariff, the type of biomass, and the electricity tariff. The economical solution indicated an energy system using renewable resources, biomass and photovoltaic solar energy, to minimize the total annual costs of the hotel's energy supply.NenhumaSistemas de poligeração, também conhecidos como geração combinada de energia, em que dois ou mais serviços energéticos são produzidos a partir de um único recurso, assistidos por fontes de energia renováveis são considerados alternativas importantes para suprir as demandas energéticas de edifícios. No entanto, determinar a melhor configuração e estratégia operacional desses tipos de sistema é uma tarefa complexa, devido às múltiplas opções de tecnologia disponíveis e às condições dinâmicas de operação de edifícios e seus arredores. Este trabalho aborda a síntese e otimização de um sistema energético para um edifício comercial (hotel). Foram consideradas demandas de eletricidade, água quente e refrigeração para um hotel localizado em Conde, no estado da Paraíba. O problema de otimização baseou-se em Programação Linear Inteira Mista, e incluiu equipamentos convencionais e energia solar (fotovoltaica e térmica) e biomassa. A função objetivo da otimização foi a minimização dos custos econômicos anuais, que considerou custos de equipamentos e de operação. A solução do modelo sugeriu a instalação de 70 painéis fotovoltaicos, e utilizou biomassa (bagaço de cana-de-açúcar) para acionar uma caldeira para produção de água quente. Coletores solares para produção de água quente não foram parte da solução. Para fins de comparação, estabeleceu-se um sistema de referência, onde as demandas energéticas são atendidas de maneira convencional (sem cogeração ou energia renovável), cujo custo anual foi de R$ 80.799,00. Embora com um investimento inicial de equipamentos mais alto para o sistema otimizado, este beneficiou-se do alto grau de integração energética e teve um custo anual total de R$24.358,00 (30,2% mais baixo). Foram realizadas análises de sensibilidade, variando a modalidade tarifária, a tarifa de gás natural, tipo de biomassa, e a tarifa da eletricidade. A solução econômica indicou um sistema energético utilizando recursos renováveis, biomassa e energia solar fotovoltaica, para minimizar os custos anuais totais do suprimento energético do hotel.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de Energias RenováveisPrograma de Pós-Graduação em Energias RenováveisUFPBCarvalho, Monicahttp://lattes.cnpq.br/7491245049317833Lima, Karollyne Marques de2021-12-15T15:24:59Z2021-09-022021-12-15T15:24:59Z2021-06-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21619porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2022-08-09T16:25:24Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/21619Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:2022-08-09T16:25:24Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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