Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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dc.creatorGUEDES, Pablo Enrique Antunes-
dc.date.issued2025-12-19-
dc.identifier.citationGUEDES, Pablo Enrique Antunes. Photovoltaic plants, rainwater storage and nature-based solutions to generate energy and combat socioenvironmental problems: a case study in the city of itajubá. 2025. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4384-
dc.description.abstractIn contemporary cities, constrained and unequal access to reliable, affordable energy limits opportunity and reinforces socio-environmental disparities. A broader view is therefore required—one that links energy access to regional economy, demography, and environmental quality—so that interventions can be designed to reduce vulnerability and improve welfare. Existing power-sector models capture capacity expansion or dispatch but seldom assess how cleaner supply interacts with population growth, economic output, and ecosystem conditions over long horizons. This dissertation develops an integrated framework that combines a unitcommitment– inspired energy layer with a Wonderland-style system-dynamics model, extending the model to represent renewable penetration, abatement, and nature-based solutions (NbS). Using Itajubá as the reference system (population 96,632; annual electricity demand 251,110.95 MWh), the analysis quantifies the growth of renewable energies and nature-based solutions. Three policy scenarios are simulated—No changes, intermediate renewable integration, and full integration with smart grid and NbS—over multi-decadal scales to reveal expected co-evolutionary patterns. Results show that moderate action bends the pollution trajectory and slows environmental degradation, while a comprehensive portfolio more clearly reduces emissions intensity, buffers natural-capital losses, and supports a higher, more stable economic path, even though total renewables remain below full self-sufficiency. A complementary economic appraisal indicates positive net present values, an atractive Internal Rate of Return (IRR) for photovoltaic (PV) and Rainwater Harvesting (RWH), and a Levelized Cost of Energy (LCOE) for PV (0.44 BRL/kWh) below the prevailing tariff, indicating feasibility. The evidence supports a portfolio of distributed renewables, NbS, and abatement as a credible route to a cleaner, more resilient, and socially inclusive urban system.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Itajubápt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSistemas dinâmicospt_BR
dc.subjectEnergias renováveispt_BR
dc.subjectGeração fotovoltaicapt_BR
dc.subjectCaptação de água da chuvapt_BR
dc.subjectSoluções baseadas na naturezapt_BR
dc.subjectDesenvolvimento sustentávelpt_BR
dc.subjectEngenharia de sistemaspt_BR
dc.titlePhotovoltaic plants, rainwater storage and nature-based solutions to generate energy and combat socioenvironmental problems: a case study in the city of itajubápt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.date.available2026-04-22-
dc.date.available2026-04-22T11:50:56Z-
dc.date.accessioned2026-04-22T11:50:56Z-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4282944566604046pt_BR
dc.contributor.advisor1SOUZA, Antônio Carlos Zambroni de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4860175234818683pt_BR
dc.contributor.advisor-co1LORENCI, Eliane Valença Nascimento de-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6445725475979187pt_BR
dc.description.resumoNas cidades contemporâneas, o acesso limitado e desigual a energia confiável e acessível restringe oportunidades e aprofunda disparidades socioambientais. Torna-se, portanto, necessária uma visão mais ampla — que conecte o acesso à energia à economia regional, à demografia e à qualidade ambiental — para que intervenções sejam concebidas de modo a reduzir vulnerabilidades e melhorar o bem-estar. Modelos tradicionais do setor elétrico capturam expansão de capacidade ou despacho, mas raramente avaliam como uma oferta mais limpa interage, ao longo do tempo, com o crescimento populacional, a produção econômica e as condições dos ecossistemas. Esta dissertação integra um módulo energético baseado em unit commitment a um modelo Wonderland de sistema dinâmico, ampliado para representar a expansão de renováveis, o abatimento de emissões e Soluções Baseadas na Natureza (SbN). Utilizando Itajubá como referência (população de 96.632 habitantes; demanda anual de 251.110,95 MWh), a análise quantifica a expansão de energias renováveis e de SbN. Três cenários de política são simulados — Sem mudanças, integração intermediária de energias renováveis e integração plena com rede inteligente (smart grid) e SbN — por um período de 50 anos, para observar os padrões de evolução ao longo do tempo. Os resultados indicam que ações moderadas alteram a influência da poluição, reduzindo seu ritmo de crescimento e desacelerando a degradação ambiental, enquanto um conjunto integrado de medidas reduz de forma mais clara a intensidade de emissões, atenua as perdas de capital natural e leva a uma trajetória econômica mais elevada e estável — embora a participação de renováveis ainda não alcance a autossuficiência. A avaliação econômica realizada indica valores presentes líquidos positivos, uma Taxa Interna de Retorno (TIR) atrativa para energia solar e para captação de água de chuva, e Custo Nivelado de Energia (LCOE) para sistema fotovoltaico de 0,44 BRL/kWh, inferior à tarifa vigente, indicando viabilidade. As evidências indicam que a combinação de renováveis distribuídas, SbN e ações de redução de emissões é um caminho viável para um sistema urbano mais limpo, resiliente e socialmente inclusivo.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétricapt_BR
dc.publisher.initialsUNIFEIpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICApt_BR
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