Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Sistemas hibridos autónomos

1,428 views

Published on

Descreve e dimensiona um sistema híbrido autónomo de produção de energia elétrica baseado em energias renováveis.

  • Login to see the comments

Sistemas hibridos autónomos

  1. 1. Tiago Pinho 05/2012Sistemas Híbridos de Minigeração
  2. 2. Resumo Descrever e dimensionar um sistema híbrido de produção de energia Objetivos elétrica baseado em energias renováveis Estudar uma solução alternativa ao fornecimento de energia pela rede elétrica convencional e precaver o futuro em relação à racionalização e escassez da energia Estudar soluções de minigeração energética que permitam reduzir ou eliminar o problema da variabilidade de fornecimento energético dos recursos de fontes renováveis e o desfasamento entre produção e consumo Encontrar resultados que permitam promover a divulgação junto dos consumidores e aceitação por parte dos mesmos de que o investimento neste tipo de soluções lhes trará bastantes vantagens no futuro Estimular a eficiência energética por parte dos consumidoresTiago Pinho
  3. 3. Caraterização Projeto Latitude: 40º487"N Longitude: 8º190"W ≈600 m acima nível do mar Diagrama consumo eléctrico diário (%) Pot. eléctrica dimensionada: 41 kVA 100% (projeto elétrico) 90% 80% 70% Utilizadores: 100 crianças 60% (capacidade máx. 130) 50% 40%Tiago Pinho 30% 20% 10% 0% 1 5 9 13 17 21
  4. 4. Caraterização Projeto Solar Abundância de Eólica Boas condições exposição solar geográficas para (média anual 2200 e aproveitamento 3000 h) eólico Elevado índice de Complementariedade radiação com a energia solarTiago Pinho
  5. 5. Caraterização Projeto • Azimute Sul (0 ) Escoamento do vento dentro • Inclinação 35 da camada limite atmosférica Radiação solar ângulo 35° média Velocidades médias mensais a 10m de Vel. vento Vel. vento (kWh/m2) altura (m/s) a 10 m Horas (h) a 10 m Horas (h) (m/s) (m/s) Mês H(35)diária H(35)mensal CE Arões-Junqueira 0 15 9 47 Janeiro 3,33 103,23 Jan 4,928 0,5 15 9,5 45 Fevereiro 3,70 103,60 Fev 4,902 1 29 10 19 5,41 167,71 1,5 70 10,5 15 Março Mar 5,513 2 375 11 12 Abril 5,18 155,40 Abr 5,452 Estimativa horas vento5 2,5 670 11,5 Maio 5,93 183,83 Mai 4,954 anuais 6570 horas 4 3 479 12 Junho 6,39 191,70 3,5 622 12,5 5 Jun 4,902 4 1000 13 4 Julho 6,54 202,74 Jul 4,997 4,5 800 13,5 2 Agosto 6,85 212,35 Ago 5,263 5 550 14 2 Setembro 5,89 176,70 Set 5,229 5,5 450 14,5 3 4,60 142,60 6 450 15 2 Outubro Out 5,461 6,5 350 15,5 1Tiago Pinho Novembro 3,17 95,10 Nov 5,263 7 190 16 2 Dezembro 2,65 82,15 Dez 5,435 7,5 152 16,5 1 Anual 4,98 151,43 8 110 17 0 Media 5,192 8,5 75 Dados PVGIS Dados LNEG
  6. 6. Tecnologia Obter o mais elevado rácio custo-benefício Solar Eólica Maior constância Rendimento Otimizar as parcelas de potência da produção superior de cada uma das tecnologias Maior oferta no Maior capacidade mercado produção Uitlização Software Homer Maior período de Preço / kW vidaTiago Pinho
  7. 7. Tecnologia Dados Restrições Variáveis projeto Rede elétrica 20 kW Carga e perfil de (pot. contratada consumos 20,7 kVA) Taxa de juro Recurso solar 5 kW < PV ≤ 15kW Velocidade média anual vento Recurso eólico 0 ≤ Nº turbinas ≤ 2Tiago Pinho
  8. 8. Tecnologia Painéis Turbina eólica fotovoltaicos marca marca Kingspan, modelo Schüco, modelo KW6 MPE 235 PS15 (pot. nom. 5,2 kW) (rend. 14,2%) Critérios de seleção Critérios de seleção Certificação e marcação CE Curva de potência Espaço disponível p/ instalação Nível de ruido e impacto ambiental Relação Rendimento-Custo Assistência pós vendaTiago Pinho Assistência técnica Custo
  9. 9. Tecnologia Inversores marca SMA, modelo SB 5000TL – 20 e WB 5000TL Critérios de seleção Potência nominal Rendimento vs Custo Dimensões e peso Assistência técnicaTiago Pinho
  10. 10. Tecnologia Sistema híbrido Inversor PV 4,7 kW 5 kW (2 x 10) Rede Quadro elétrica Geral Inversor Turbina 5,2 kW 5 kW Cargas • Dimensionamento da cablagem de acordo com as Regras Técnicas das Instalações Elétricas de Baixa Tensão (RTIEBT) • Dimensionamento proteçõesTiago Pinho
  11. 11. Instalação 1 •Análise local 2 •Preparação Instalação 3 •Instalação 4 •VerificaçãoTiago Pinho Campo FV Alçada Sul Alçada Poente Quadro Geral
  12. 12. Análise Económica Rendimento do projeto - Energia produzida pelo sist. híbrido p/ consumo Energia que se deixou de comprar à rede Muito importante tarifa/preço de eletricidade rede elétrica Tempo de vida do projeto: 25 anos Cenário Expectável Cenário 0,433 €/kWh Agradável (2036) 0,255 €/kWhTiago Pinho Actualidade (2036) 0,171 €/kWh
  13. 13. Análise Económica Produção anual estável Assume-se constante Produção anual variável Cenário pessimista Cenário esperado Cenário optimista v = 4 m/s v = 5,19 m/s v = 7 m/s Custo médio ponderado capitais (próprios e alheios) WACC 8,0% 6,5% 5,5% 30% 50% 65%Tiago Pinho Ano 2011 2026 2036 Investimento inicial 24.700,00 € 6.214,00 € Valor Residual 1.618,00 €
  14. 14. Análise Económica VAL – Valor atualizado líquido TIR – Taxa interna de rentabilidade PAY BACK PERIOD – Período de retorno do investimento Esperado Cenário expectável para os preços da energia eléctrica Cenário agradável para os preços da energia eléctrica WACC = 5,5 % WACC = 6,5 % WACC = 8 % WACC = 5,5 % WACC = 6,5 % WACC = 8 % FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t VAL 13.754,07 € 8.845,59 € 3.231,81 € 4.591,43 € 1.103,11 € - 2.933,72 € Esperado Cenário expectável para os preços da energia eléctrica Cenário agradável para os preços da energia eléctrica WACC = 5,5 % WACC = 6,5 % WACC = 8 % WACC = 5,5 % WACC = 6,5 % WACC = 8 % FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t FCF/(1+WACC)^t Pay-Back 17,3 19,2 23,1 21,6 25,0 N/PAGA Esperado Pessimista OptimistaTiago Pinho Cenário Cenário Cenário Cenário Cenário Cenário espectável agradável espectável agradável espectável agradável TIR 8,5% 6,3% 5,9% 3,7% 11,1% 9,1%
  15. 15. Análise económica • Aumento das tarifas de eletricidade a um ritmo lento: investimento não é, do ponto de vista económico, interessante • Só um cenário optimista permitiria ter uma taxa de retorno interessante de 9,1% • No cenário esperado, período de retorno só no caso do financiamento com 65% de capitais alheios seria inferior aos 25 anos de vida do projeto • Evolução de preços de electricidade mais acelerada: projeto já é melhor remunerado • Para o cenário esperado obtém-se uma taxa de rentabilidade de 8,5% e, para um financiamento de 65%, um período de retorno de 17,3 anos e um valor actualizado líquido de 13.754,07 € • Só no caso do cenário optimista estes valores se tornam economicamente interessantes Nota: Um dos objetivos deste projeto é precaver o futuro em relação à racionalização e escassez da energia e, embora não seja possível quantificar o valor de poder ter energia disponível num determinado momento em que a rede eléctrica não a está a fornecer, esseTiago Pinho facto pode ser bem mais importante que uma taxa de retorno
  16. 16. Conclusões estas duas fontes de energia juntas poderão ser a melhor Sistemas solução para a maioria dos casos devido a sua maior híbridos disponibilidade territorial, complementariedade e maior facilidade de acesso à tecnologia actualmente não são economicamente interessantes. Só com o aumento forte dos preços da eletricidade estes sistemas Investimento se podem tornar mais interessantes do ponto de vista económico uma solução que antecipa, o risco, de um futuro incerto onde a racionalização e a escassez no fornecimento de energia Autonomia podem vir a ser uma realidade e será sempre uma segurança energética energética e económica para o consumidor no caso de acontecer uma subida abrutpa do preço da electricidade porTiago Pinho algum motivo extraordinário
  17. 17. Conclusões educar os consumidores para uma utilização mais eficiente Eficiência da energia eléctrica sem que estes tenham de sofrer energética verdadeiramente com a falta de abastecimento ao seu consumo Proliferação destes sistemas reduz as necessidades de Eficiência na potências de energia altas em determinados momentos do dia rede e evitará a existência de muitos picos de consumo, com a consequente diminuição de perdas na rede de distribuição e dos custos que a isso estão associadosTiago Pinho
  18. 18. Questões

×