Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/35601
Type: Dissertação
Title: Modelagem técnica e econômica de sistemas híbridos compostos por geração distribuída fotovoltaica e baterias eletroquímicas
Authors: Rafael César Nolasco
First Advisor: Victor Flores Mendes
First Referee: Wadaed Uturbey da Costa
Second Referee: Luís Guilherme Monteiro de Oliveira
Third Referee: Danilo Derick Silva Alves
Abstract: Os sistemas de armazenamento de energia são uma das tecnologias mais promissoras para integração ao Sistema Elétrico de Potência (SEP) nos próximos anos, dadas as suas características e a possibilidade de fornecer serviços ancilares e reduzir os impactos da intermitência de fontes renováveis de energia. Dentro deste contexto, a utilização de baterias eletroquímicas por consumidores finais de energia elétrica vem sendo adotada em diversos lugares pelo mundo, devido a redução em seus custos e a aplicação conjunta com sistemas de energia distribuídos, mais amplamente disseminados. Dado que a aplicação dos sistemas de armazenamento de energia é promissora mas ainda incipiente no Brasil, este trabalho propõe realizar uma avaliação ampla destes por meio da modelagem matemática de um sistema híbrido composto por geração distribuída fotovoltaica conectada a rede e um banco de baterias eletroquímicas. Esta modelagem é dividida em partes distintas, cada uma com diferente detalhamento e abrangência. Portanto, foram realizados neste trabalho a modelagem matemática e simulação computacional utilizando o software Matlab R2019b de diversos aspectos tais como: (1) características de capacidade, corrente e tensão da bateria, (2) operação de um conversor de potência para acoplamento de baterias à rede elétrica utilizando para isso uma topologia típica (3) os fluxos de potência observados em uma Unidade Consumidora (UC) que contém um sistema fotovoltaico e um sistema de armazenamento e (4) os retornos econômicos esperados no investimento em um sistema deste tipo. Por meio destas simulações, obteve-se uma modelagem matemática aplicável a diferentes situações em que os sistemas híbridos possam ser utilizados e um conhecimento mais aprofundado de seu funcionamento.
Abstract: Energy storage systems are one of the most promising technologies to be integrated to the Electric Power System in the coming years due to their characteristics and the possibility to provide ancillary services and minimize the impacts of the intermittency of renewable power sources. Within this context, the use of electrochemical batteries by electrical energy consumers is being adopted around the world due to the reductions in their costs and the application alongside distributed generators, which are already widely adopted. Since these applications are promising but still incipient in Brazil, this work proposes a comprehensive evaluation of them by mathematically model a system composed by a photovoltaic distributed generator and a electrochemical battery bank. Modelling is divided in different parts, each one with different levels of detail and coverage. Therefore, in this work the mathematical modelling and computational simulations of various aspects are made using the software Matlab R2019b, such as: (1) capacity, current and voltage characteristics of batteries, (2) the operation of a power converter for coupling batteries to the electrical grid using a typical topology, (3) the power flows seen in a energy consumer unit with a photovoltaic and a storage system, (4) the economic return expected in a system of this kind. Through these simulations, it is obtained a mathematical model applicable to different situations in which these systems can be used and a in-depth knowledge of its operation.
Subject: Engenharia elétrica
Energia - Armazenamento
Geração de energia fotovoltaica
Modelagem matemática
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/35601
Issue Date: 15-Dec-2020
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado



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