Uso de bombas funcionando como turbinas para a operação de miniusinas hidrelétricas reversíveis

MIRANDA, Raphael Fuezi

dc.creator	MIRANDA, Raphael Fuezi
dc.date.issued	2023-12-15
dc.identifier.uri	https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4056
dc.description.abstract	Historically, the Brazilian electrical matrix has been predominantly renewable, and this characteristic is expected to continue in the next decade. However, there is a gradual reduction in the relative energy storage capacity of the electrical system due to the increasing integration of non-dispatchable renewable sources and the lack of new hydropower storage plants. An alternative to enhance the energy storage capacity of the national electrical system, with proven international success, is pumped storage hydropower plants (PSH). This work is a case study aimed at analyzing the technical and economic feasibility of implementing a mini pumped storage hydropower with an installed capacity of approximately 200 kW. A theoretical comparative study was conducted between two generator group configurations: pump as turbine (PAT) and conventional hydraulic turbine. The PSH operates with a 15-hour charging cycle through the pump unit powered by the electrical grid with off-peak pricing, and a 6-hour generation cycle during peak hours through energy arbitrage. The results indicated that the PAT PSH configuration is more economically advantageous than the conventional turbine. In the current scenario, the proposed PSH has greater economic appeal than battery energy storage systems, however projections suggest significant reductions in battery costs over the next decade due to technological development and associated gains in scale. Thus, it is possible that batteries will become more economical compared to the mini PSH.	pt_BR
dc.language	por	pt_BR
dc.publisher	Universidade Federal de Itajubá	pt_BR
dc.rights	Acesso Aberto	pt_BR
dc.subject	Bomba funcionando como turbina (BFT)	pt_BR
dc.subject	Usinas hidrelétricas reversíveis (UHR)	pt_BR
dc.subject	Custo nivelado de armazenamento de energia (LCOS)	pt_BR
dc.subject	Energia renovável	pt_BR
dc.title	Uso de bombas funcionando como turbinas para a operação de miniusinas hidrelétricas reversíveis	pt_BR
dc.type	Dissertação	pt_BR
dc.date.available	2024-04-26
dc.date.available	2024-04-26T13:09:02Z
dc.date.accessioned	2024-04-26T13:09:02Z
dc.creator.Lattes	http://lattes.cnpq.br/7581058527985873	pt_BR
dc.contributor.advisor1	TIAGO FILHO, Geraldo Lúcio
dc.contributor.advisor1Lattes	http://lattes.cnpq.br/1838249887289555	pt_BR
dc.contributor.advisor-co1	SOUZA JUNIOR, Oswaldo Honorato de
dc.contributor.advisor-co1Lattes	http://lattes.cnpq.br/8002119118028395	pt_BR
dc.description.resumo	Historicamente, a matriz elétrica brasileira foi predominantemente renovável, e essa característica tende a permanecer na próxima década. No entanto, observa-se uma redução gradual da capacidade relativa de armazenamento de energia do sistema elétrico, devido à crescente inserção de fontes renováveis não despacháveis e à falta de novas usinas hidrelétricas de armazenamento. Uma alternativa para o incremento da capacidade de armazenamento de energia do sistema elétrico nacional, que apresenta comprovado sucesso internacional, são as usinas hidrelétricas reversíveis (UHR). O presente trabalho é um estudo de caso com o objetivo de analisar a viabilidade técnica e econômica da implantação de uma miniusina hidrelétrica reversível de aproximadamente 200 kW de potência nominal. Foi desenvolvido um estudo comparativo teórico entre duas configurações de grupo gerador: bomba funcionando como turbina (BFT) e turbina hidráulica convencional. A UHR opera com carregamento por 15 horas através do conjunto motobomba alimentado pela rede elétrica via tarifação fora de ponta e geração por 6 horas na ponta via arbitragem de energia. Os resultados indicaram que a configuração da UHR com BFT é mais vantajosa do ponto de vista econômico do que com turbina convencional. No cenário atual, a mini UHR proposta possui maior atratividade econômica do que sistemas de armazenamento de energia em baterias, todavia as projeções apontam reduções significativas de custos das baterias ao longo da próxima década, devido ao desenvolvimento tecnológico e ganhos de escala associados. Assim, é possível que as baterias se tornem mais econômicas em comparação com a mini UHR.	pt_BR
dc.publisher.country	Brasil	pt_BR
dc.publisher.department	IRN - Instituto de Recursos Naturais	pt_BR
dc.publisher.program	Programa de Pós-Graduação: Mestrado Profissional – Engenharia Hídrica	pt_BR
dc.publisher.initials	UNIFEI	pt_BR
dc.subject.cnpq	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS	pt_BR
dc.relation.references	MIRANDA, Raphael Fuezi. Uso de bombas funcionando como turbinas para a operação de miniusinas hidrelétricas reversíveis. 2023. 108 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia Hídrica) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2023.	pt_BR