Análise e desenvolvimento de controles para geração híbrida fotovoltaico-diesel
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Date
2023-03-22Primeiro coorientador
Morais, Adriano Peres de
Primeiro membro da banca
Gutierres, Luiz Fernando de Freitas
Segundo membro da banca
Vieira, João Paulo Abreu
Metadata
Show full item recordAbstract
Os sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia estão sempre em constante
expansão. Contudo, segundo a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), em 2022 existiam cerca
de 250 localidades isoladas no Brasil, representando 1,5 % da população que vive em regiões
remotas do país e que não estão conectadas ao Sistema Interligado Nacional (SIN). O
abastecimento destas regiões é realizado por microrredes, formadas principalmente por Grupos
Motor Gerador (GMG) a Diesel, que são fáceis de projetar, construir e operar. No entanto, esses
equipamentos têm um alto consumo de combustível, consideráveis gastos com manutenção e o
uso do combustível fóssil agride o meio ambiente. Uma forma de mitigar esses problemas seria
a adoção de sistemas de energia solar fotovoltaica (FV) isolados, que são desconectados da rede
elétrica e quando não há radiação solar, a energia é fornecida por baterias. Em função da baixa
vida útil das baterias e devido ao seu alto custo de aquisição no Brasil, a implementação destes
sistemas acaba inviabilizando economicamente muitos projetos. Outra solução seria a adoção
de microrredes híbridas onde uma fonte renovável como a FV pudesse contribuir com a sua
energia, diminuindo assim, a geração do GMG. Entretanto, a sua associação a uma geração
FV, de forma direta e sem nenhum controle, pode ocasionar danos ao GMG e também, em caso
de atuação do sistema de proteção, deixar a microrrede sem energia elétrica. Estes problemas
estão associados principalmente devido a intermitência da geração FV, provocada pelas
oscilações da radiação solar. Assim, este trabalho propõe o desenvolvimento de metodologias,
que visam garantir uma alta penetração FV em uma microrrede híbrida FV-GMG,
possibilitando assim, uma maior redução do consumo de combustível do GMG. Também é
proposto um sistema de controle que visa assegurar que o GMG opere sem ultrapassar o seu
limite mínimo de geração. O sistema teste indicado para a validação das metodologias, levou
em consideração a reconfiguração de uma parte da rede de distribuição da Universidade Federal
de Santa Maria (UFSM). Permitindo assim, a formação de uma microrrede híbrida com os
geradores FV, GMG e cargas existentes. A microrrede foi modelada e simulada por meio do
software Matlab/Simulink®, onde foi possível verificar que a metodologia proposta conseguiu
estabilizar a microrrede, mesmo com altos índices de penetração FV. Por meio de uma análise
econômica, realizada com o software HOMER®, também se verificou uma redução de 18 %
no consumo de combustível.
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