MAXIMIZANDO O POTENCIAL SOLAR

A preocupação com as mudanças climáticas, decorrentes do aumento das emissões de gases de efeito estufa, tem impulsionado a necessidade de encontrar alternativas mais sustentáveis e amigáveis ao meio ambiente.

Em busca por soluções energéticas mais sustentáveis e renováveis, as usinas heliotérmicas procuram armazenar o calor gerado pelos raios solares e transformá-lo em energia elétrica produzida de forma limpa e sustentável.

Softwares foram desenvolvidos para analisar a viabilidade técnica e econômica de usinas heliotérmicas do tipo calha parabólica e através da análise detalhada dos componentes da usina e de uma avaliação econômica, o programa fornece informações importantes para investidores e tomadores de decisão, interessados em explorar o potencial das usinas heliotérmicas.

A concepção desse tipo de software também está alinhada com as políticas e metas estabelecidas pelo governo brasileiro para incentivar a geração de energia renovável e diversificar a matriz energética.

CÁLCULO DE VIABILIDADE TÉCNICA-ECONÔMICA DE USINA HELIOTÉRMICA DO TIPO LFR

O objetivo do software desenvolvido é executar a análise de viabilidade técnica-econômica de usinas heliotérmicas do tipo LFR (Linear Fresnel Reflector - Refletores Lineares de Fresnel) no Brasil. A metodologia aplicada é composta das seguintes etapas: i) Avaliação técnica, onde são implementados os modelos dos componentes da usina, sendo eles: o campo solar, o receptor, o ciclo de potência e o sistema de armazenamento térmico; ii) análise de viabilidade econômica. Por meio do cálculo da energia anual ao longo da vida útil da planta, o software contempla a análise de viabilidade econômica considerando-se que a energia elétrica produzida é vendida no Ambiente de Contratação Regulado (ACR) do Mercado de Energia Elétrica Brasileiro (MEEB).

A análise de viabilidade econômica é feita considerando-se os indicadores Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno Modificada (TIRM), Payback Descontado (PBD) e o Custo Nivelado de Energia (LCOE). O software desenvolvido emprega o método de otimização estrutural paramétrica para otimizar os parâmetros técnicos da usina LFR. Além disso, ele realiza uma análise de sensibilidade dos principais parâmetros que afetam o VPL do projeto otimizado. Com os resultados da análise de sensibilidade, define-se um cenário otimista, o qual permite mostrar que este tipo de projeto pode ser viável no Brasil.

VANTAGENS

• Facilidade de Uso: Facilidade na análise de viabilidade;
• Eficiência: Rapidez no processo de tomada de decisão;
• Versatilidade: Uso simultâneo e automatizado de diversas técnicas e indicadores.

Agenda ONU 2030:

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MAXIMIZANDO O POTENCIAL SOLAR

No contexto energético, a transição para fontes renováveis e sustentáveis tem sido uma preocupação global devido aos desafios relacionados à mudança climática e à busca por alternativas mais limpas em relação aos combustíveis fósseis. Nesse sentido, o Brasil possui um grande potencial para aproveitar a energia solar devido ao seu clima e localização geográfica favoráveis. A utilização de usinas heliotérmicas do tipo calha parabólica é uma abordagem para aproveitar a energia solar e convertê-la em energia elétrica de forma eficiente e limpa. A utilização de softwares para auxiliar na avaliação da viabilidade técnica e econômica das usinas heliotérmicas do tipo calha parabólica, permite que os especialistas em energia e os tomadores de decisão analisem diferentes variáveis, como a disponibilidade de recursos solares, a tecnologia utilizada, os custos associados à construção e operação da usina, e os benefícios econômicos resultantes da geração de energia solar.

Pensando nisso, pesquisadores(as) da Universidade de Brasília, criaram um software de Cálculo de viabilidade técnica-econômica de usina heliotérmica do tipo calha parabólica. Dessa forma, o software desenvolvido apoia os estudos e análises necessários para identificar se a implementação dessas usinas é uma opção viável e benéfica, tanto do ponto de vista técnico quanto econômico, dentro do contexto energético e sustentável do Brasil. O objetivo do software desenvolvido é executar a análise de viabilidade técnica-econômica de usinas heliotérmicas do tipo calha parabólica (Parabolic Trough Collectors - PTC) no Brasil. A metodologia aplicada é composta das seguintes etapas: i) Avaliação técnica, onde são implementados os modelos dos componentes da usina, sendo eles: o campo solar, o receptor, o ciclo de potência e o sistema de armazenamento térmico; ii) análise de viabilidade econômica. Por meio do cálculo da energia anual ao longo da vida útil da planta, o software contempla a análise de viabilidade econômica considerando-se que a energia elétrica produzida é vendida no Ambiente de Contratação Regulado (ACR) do Mercado de Energia Elétrica Brasileiro (MEEB). A análise de viabilidade econômica é feita considerando-se os indicadores Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno Modificada (TIRM), Payback Descontado (PBD) e o Custo Nivelado de Energia (LCOE). O software desenvolvido emprega o método de otimização estrutural paramétrica para otimizar os parâmetros técnicos da usina PTC. Além disso, ele realiza uma análise de sensibilidade dos principais parâmetros que afetam o VPL do projeto otimizado. Em síntese, o modelo foi construído com o intuito de possuir mais liberdade para o controle das equações e variáveis de simulação, principalmente, no que tange à análise de viabilidade econômica, que é efetuada se considerando os aspectos tributários e as peculiaridades do mercado de energia elétrica brasileiro. E, além disso, a parte de otimização paramétrica proposta é possível devido a tal liberdade de modelagem do Python.

VANTAGENS

• Facilidade de Uso: Facilidade na análise de viabilidade;
• Eficiência: Rapidez no processo de tomada de decisão;
• Versatilidade: Uso simultâneo e automatizado de diversas técnicas e indicadores.

Agenda 2030 da ONU:

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GERAÇÃO DISTRIBUÍDA FOTOVOLTAICA (GDFV): BENEFÍCIOS E IMPACTOS

Substituir as atuais matrizes energéticas por fontes renováveis é uma prioridade para inúmeros governos preocupados com o futuro do planeta. Com isso a Geração Distribuída Fotovoltaica (GDFV) tem se tornado cada vez mais comum. Entretanto, com essa tecnologia, diferentes impactos nas redes de distribuição podem ser provocados pela adição de GDFV, como perturbações na potência voltaica, irradiância e temperatura. Para evitar possíveis danos ou problemas a rede elétrica, o mais recomendado é o estudo da rede elétrica de cada UC, que precisa levar em consideração diferentes parâmetros: característica elétrica do alimentador, curvas de cargas da UC, irradiância, temperatura ambiente, potência de pico de cada GDFV, etc. Contudo, Essas informações adicionais aumentam consideravelmente o grau de complexidade do estudo e tais características exigem uma abordagem estatística para a avaliação dos impactos, visto que uma análise combinatória de todas as possibilidades de potência e localização de GDFV não se mostra viável. Com isso, a simulação do fluxo de potência de um alimentador típico urbano, com milhares de UC, por exemplo, geraria uma quantidade imensa de possibilidades. Isso exige um esforço computacional intenso, o que dificulta a praticidade de uso.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um programa de computador que oferece ao Setor Elétrico Brasileiro um método coerente e robusto para cálculo dos impactos da GDFV na rede elétrica das concessionárias brasileiras. A ferramenta computacional implementa um método robusto e, principalmente, prático, que permite quantificar os impactos da GDFV considerando as incertezas de irradiância, localização e potência da GD, em qualquer alimentador de distribuição que esteja modelado no formato OpenDSS solicitado pela ANEEL. A simulação de capacidade de hospedagem visa determinar a máxima quantidade de geração distribuída que pode ser conectada em um determinado alimentador do sistema elétrico de distribuição antes que um indicador de qualidade da energia tenha seu valor limite violado. Assim, a distribuidora poderá prever em qual cenário não será necessário reforço na rede. Já a simulação de impactos visa apresentar o comportamento dos impactos em função do nível de penetração, independentemente da rede suportar as condições que lhe serão impostas.

VANTAGENS

• Eficácia: Permite executar simulações para investigar os impactos que a instalação de geração distribuída fotovoltaica; Determina a máxima quantidade de geração distribuída que pode ser conectada em um determinado alimentador.
• Eficiência: Alta confiabilidade e eficiente uso de recursos de processamento;
• Versatilidade: Compatível com o formato OpenDSS solicitadas pela ANEEL.

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EXAUSTOR EÓLICO E SUAS APLICAÇÕES

Os exaustores eólicos são dispositivos de ventilação utilizados frequentemente em tetos de ambientes industriais e comerciais, visto a sua capacidade de promover termorregulações do ambiente, bem como eliminar gases e contaminantes presentes no ar de um espaço fechado.

A principal vantagem dos exaustores eólicos convencionais está associada à relação de convecção natural do ar com o trabalho mecânico de exaustão, onde não se faz necessário acionar motores, e consequentemente não há gasto de energia elétrica.

Atualmente, existem aplicações de exaustores eólicos com geradores de energia, convertendo a energia mecânica da rotação em energia elétrica, por meio de geradores convencionais. Contudo, esse tipo de acoplamento com geradores, quase sempre resulta em ruídos, vibração, diminuição de vazão do ar, e consequentemente perdas energéticas consideráveis, tanto na exaustão do ar quanto na produção elétrica.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB) desenvolveram um dispositivo gerador de energia que é acoplado circunferencialmente a um exaustor eólico, ocasionado um sistema que promove perda mínima de produção elétrica e exaustão do ar.

EXAUSTOR EÓLICO GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA

A presente tecnologia consiste em um sistema contendo um gerador de energia alternada acoplado em disposição circunferencial em um exaustor eólico convencional. Esse gerador é construído a partir do emprego de ímãs permanentes, bobinas de fios de cobre, retificadores de sinais e baterias. Todos os materiais utilizados e suas respectivas alocações são selecionados visando a mínima interrupção no funcionamento normal de um exaustor eólico e a máxima produção de energia elétrica.

VANTAGENS

• Realiza termorregulações, elimina gases indesejados e contaminantes;
• Gera energia elétrica limpa com baixo custo;
• Não exige uma necessidade contínua de manutenção;
• Promove uma exaustão eólica mais eficiente que os modelos similares, com quantidade mínima de perdas associadas ao gerador.

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