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Título: Produção híbrida de energia: estudo do aumento do fator de capacidade de usina hidrelétrica através de sistemas fotovoltaicos
Título(s) alternativo(s): Hybrid energy production: assessment of hydro power capacity factor increase through photovoltaic systems
Autor(es): Weigert, Gabriela Rosalee
Orientador(es): Tiepolo, Gerson Maximo
Palavras-chave: Energia elétrica - Produção
Usinas hidrelétricas
Sistemas de energia fotovoltaica
Estudos de viabilidade
Engenharia elétrica
Electric power production
Hydroelectric power plants
Photovoltaic power systems
Feasibility studies
Electric engineering
Data do documento: 11-Jun-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: WEIGERT, Gabriela Rosalee. Produção híbrida de energia: estudo do aumento do fator de capacidade de usina hidrelétrica através de sistemas fotovoltaicos. 2018. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Resumo: Este trabalho apresenta o dimensionamento e análise de um módulo de geração híbrida na usina Foz do Areia e seu impacto no fator de capacidade da usina referente ao ano de 2017. Aliando o conceito de usinas hidrelétricas reversíveis e sistemas fotovoltaicos conectados à rede, propõe-se um sistema de bombeamento alimentado por painéis fotovoltaicos, que podem também injetar energia diretamente na rede. Uma revisão teórica sobre a situação atual da matriz elétrica brasileira e um horizonte de expansão dessa área traz uma visão sobre o futuro das fontes renováveis. É feita uma análise teórica dos SFVCR num contexto de estabilidade da rede e demanda requerida, abordando também a reversibilidade de usinas de um ponto de vistado armazenamento de energia, como resposta a esses problemas de estabilidade e demanda. A partir de trabalhos correlatos de usinas reversíveis e SFVCR, é feito o dimensionamento e a análise de desempenho do sistemas sob dois cenários históricos diferentes, trazendo discussões a respeito do sistema dimensionado e do impacto energético desse tipo de instalação na usina Foz do Areia. Mesmo realizando simulações para diferentes volumes de água bombeada e para um sistema fotovoltaico puramente conectado à rede encontrou-se em todos os casos resultados pouco significativos quanto ao aumento do fator de capacidade, embora a contribuição da usina fotovoltaica, em termos de quantidade de energia, ainda seja relevante.
Abstract: This paper presents the sizing and analysis of a hybrid power generation system in Foz do Areia power plant and its impacts on the 2017 hydro’s capacity factor. Allying the concept of reversible hydro and grid-tied photovoltaic systems, this study proposes a pumping system fed by photovoltaic modules also capable of injecting power directly into the grid. A theoretical background on brazilian’s electrical sources and its expansion horizons brings an overview of the future of renewable energy sources. Looking to the grid-tied PV systems through a stability and power demand point of view, emerges the option of energy storage in reversible hydro as in response to these problems. The dimension and the analysis of the system performance under two scenarios, is based on photovoltaic-hydro literature and brings discussions and considerations concerning the dimensioned system and its energetic impact on Foz do Areia power plant. Even though the simulations attended different conditions of volume pumped and the case of a purely on grid PV system, the results found were not promising from the point of view of capacity factor augmentation, although, in terms of generating photovoltaic energy, the contribution to the system is relevant.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10125
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