Simulação e otimização de plantas de microcogeração com a utilização de um módulo de configuração de tarefas para a tomada de decisão em demandas variáveis - Rodolfo de Melo, Nazario (2004)
Modificações no cenário do setor elétrico brasileiro têm incentivado novos estudos em geração distribuída. Com a ocorrência de uma maior oferta de combustível, proporcionada por medidas estratégicas do governo, diversos grupos de pesquisa se focam no estudo da cogeração de energia usando este combustível. Estes fatos incentivaram a criação do projeto COGENCASA que consiste no estudo de uma planta de microcogeração para uso residencial instalada na UFPE. Os componentes da planta são uma microturbina, um grupogerador, um chiller de compressão, um chiller de absorção, um termoacumulador de água quente, um termoacumulador de água fria e uma câmara climatizada. Este projeto tem a intenção de realizar estudos comparativos das performances dos equipamentos e de realizar a otimização financeira da planta através de um modelo criado em Matlab e Simulink. O projeto COGENCASA é apenas descrito neste trabalho por ter motivado a criação do modelo para a realização da otimização financeira da planta. A modelagem dos equipamentos e os principais componentes do modelo são explanados neste trabalho. A otimização é realizada sobre a forma de operação dos equipamentos de acordo com um módulo de configuração de tarefas que possibilita uma estratégia de utilização dos equipamentos para atender demandas térmicas e elétricas variáveis, ou seja, o modelo realiza simulações dinâmicas. Este módulo é um dispositivo que recebe as demandas e as características dos equipamentos e, através de chaves, determinam a forma de funcionamento dos equipamentos. Neste trabalho são realizados estudos de casos de simulação e de otimização. Ocorre a simulação com a variação das chaves e também de condições alheias à de projeto. É realizada a otimização de um grupo de chaves a fim de obter a melhor máquina térmica para a planta e é realizada a otimização sobre a máquina térmica ótima obtida com condições alheias à de projeto. Diversas análises são realizadas através das performances dos equipamentos e dos valores presentes llíquidos. Cenários são criados de acordo com as condições financeiras de aquisição de alguns equipamentos que podem ser modificadas no futuro próximo. Também são estudadas situações para decisão de investimento entre o sistema de cogeração e o sistema convencional. O módulo de configuração de tarefas usa 27 chaves (26 binárias e 1 com 5 posições) para determinar o comportamento do sistema. Desta forma é possível gerar 335544320 (2^26)*5) modos de operação. Com o método de otimização usado, busca exaustiva, o ponto ótimo seria encontrado após muitos anos de simulação (caso cada simulação durasse 10 segundos). Uma das intenções dos estudos de casos é avaliar se existem chaves que tenham predominância sobre as outras na obtenção do Valor Presente Líquido ótimo. A ocorrência deste fato possibilita a criação de um mapa com as chaves mais relevantes e a sua implementação no modelo poderá reduzir drasticamente o tempo de execução