UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Procedimento de armazenamento de energia com usinas hidrelétricas reversíveis como mecanismo sustentável para recuperação de nível de água em reservatórios de centrais hidrelétricas de regularização: estudo de caso da UHE Furnas
Autor(es): MENSAH, Johnson Herlich Roslee
Primeiro Orientador: TIAGO FILHO, Geraldo Lúcio
Resumo: Recentemente, as Usinas Hidrelétricas (UHEs) vêm perdendo competitividade perante as fontes renováveis, especificamente a fonte eólica e solar fotovoltaica, devido à crise hídrica registrada no país, que deixou os principais reservatórios do sistema hidrelétrico brasileiro deplecionados e com dificuldades de recuperar os níveis nominais de operação. Porém, essas fontes possuem umas limitações cuja principal delas é a intermitência e, portanto, as formas de armazenamento de energia, com destaque as Usinas Hidrelétricas Reversíveis (UHRs), podem ajudar a mitigar essa intermitência, permitindo assim um fornecimento energético de forma constante e ininterrupto. Neste contexto, o presente trabalho propõe estudar o uso de uma UHR, concatenada com fontes renováveis solar e/ou eólica como mecanismo de recuperação do nível de água do reservatório da UHE de Furnas. Para tanto, realizou-se inicialmente um pré-dimensionamento da UHR optando-se por instalar uma capacidade de 423 MW, seguido do pré-dimensionamento dos parques solar e eólico, após determinação dos possíveis locais onde esses parques apresentam maior potencial energético. Cálculos energéticos realizados mostraram que a energia que poderia ser gerada pela UHR diariamente foi de 1692 MWh/dia, equivalente a 617,58 GWh/ano. Porém, para armazenar essa quantidade energética, seria necessário o consumo de 2729 MWh/dia, havendo um saldo energético negativo de 1037 MWh a ser compensado pelo parque eólico e/ou solar fotovoltaico diariamente. Com esse mecanismo, seria possível recuperar o nível do reservatório na ordem de 0,45 metro anualmente. Por fim, fez-se um estudo de análise sobre a viabilidade do empreendimento para um período de 30 anos, considerando-se três cenários diferentes e empregando os métodos VPL (Valor Presente Líquido) e LCOE (Levelized Cost of Electricity), resultando na inviabilidade do empreendimento em todos os cenários estudados.
Abstract: Recently, Hydroelectric Plants (HPPs) have been losing competitiveness in relation to renewable sources, specifically the wind and solar photovoltaic source, due to the water crisis registered in the country, which left the main reservoirs of the Brazilian hydroelectric system depleted and with difficulties in recovering nominal levels of operation. However, these sources have some limitations, the main one of which is intermittency and, therefore, the forms of energy storage, especially the Reversible Hydroelectric Plants (RHPs), can help mitigate this intermittency, thus allowing a constant and uninterrupted. In this context, the present work proposes to study the use of an RHP, concatenated with renewable solar and / or wind sources as a mechanism for recovering the water level of the reservoir of the Furnas HPP. To this end, a pre-dimensioning of the HRP was initially carried out, opting to install a capacity of 423 MW, followed by the pre-dimensioning of the solar and wind farms, after determining the possible locations where these farms have the greatest energy potential. Energy calculations carried out showed that the energy that could be generated by the RHP daily was 1692 MWh /day, equivalent to 617.58 GWh/year. However, to store this energy quantity, it would be necessary to consume 2729 MWh /day, with a negative energy balance of 1037 MWh to be offset by the wind and / or solar park daily. With this mechanism, it would be possible to recover the level of the reservoir in the order of 0.45 meters in the year. Finally, an analysis study was carried out on the feasibility of the project for a period of 30 years, considering three different scenarios and using the methods NPV (Net Present Value) and LCOE (Levelized Cost of Electricity), resulting in the project not being viable in all scenarios. studied.
Palavras-chave: Usinas hidrelétricas reversíveis (UHRs)
Recuperação e manutenção do nível de água do reservatório de Furnas
Geração de energia elétrica
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2333
Data do documento: 17-Abr-2020
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