ARRUDA, M. F. Desempenho técnico-financeiro de sistema híbrido eólico-solar aplicado ao bombeamento de água. 2015. 134 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-08-21T18:10:57Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_mfarruda.pdf: 9045547 bytes, checksum: 247514da0899dae08d1f74dd28d181cf (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-08-26T17:33:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_mfarruda.pdf: 9045547 bytes, checksum: 247514da0899dae08d1f74dd28d181cf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-26T17:33:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_mfarruda.pdf: 9045547 bytes, checksum: 247514da0899dae08d1f74dd28d181cf (MD5) Previous issue date: 2015-08-05 / This work has as main objective the installation and technical - financial evaluation of a hybrid wind - photovoltaic system applied to water pumping . In addition, a sizing methodology is proposed based on renewable sources considering low cost and available potential. The hybrid system was installed in front of the Pici Campus reservoir of the Federal Univers ity of Ceará (UFC) in Fortaleza /CE, Brazil. The hybrid system consists of 01 wind turbine of 1 kW, 04 photovoltaic modules of 87 Wp, a battery bank with 05 units of 150 Ah. The pumping system con sists of a motor - pump 0, 5 cv . Technical analysis was performed by analyzing the data (electric and non - electric) collected by sensors to a supervisory system. The results indicate that the wind resource variation for the site is higher, when compared to the solar resource, and the availability of the potential of both resources are concomitant during the daytime period, a characteristic also observed in the anal yzed period. T he generation system with battery bank, operating in either the hybrid configuration or individual, assured the supply of electricity to the pumping system during operating time . From the indicators of efficiency, it was found that the conver sion units showed divergence between estimated and measured electricity generation, and wind unit which presented greater divergence. The electricity cost of the hybrid system (wind - solar) installed with battery bank is 0.86 R$/kWh. The sizing of the generating system indicated that the hybrid configuration at the site does not fit due to the high solar potential available and the low availability of wind resources in the 1 st trimester of the year . The sizing generation system indicated that th e hybrid configuration has the lowest cost (1.52 R$/kWh) when sizing with the resources of October month . Indicating thus , that when more than one renewable source stands out , the hybrid configuration can be viable alternative / A presente dissertação apresenta como objetivo principal a instalação e avaliação de desempenho técnico-financeiro de um sistema híbrido eólico-fotovoltaico aplicado ao bombeamento de água. Adicionalmente, é proposta uma metodologia de dimensionamento de sistema híbrido de geração baseado em fontes renováveis em função do menor custo e do potencial disponível. O sistema de geração híbrido foi instalado na jusante do açude do Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará (UFC), em Fortaleza/CE, Brasil. O sistema híbrido é composta por 01 aerogerador de 1 kW, 04 módulos fotovoltaicos de 87 Wp, sistema de banco de baterias com 05 unidades de 150 Ah. O sistema de bombeamento é composto por um conjunto moto-bomba de 0,5 cv. A análise técnica foi efetuada mediante análise dos dados (elétricos e não elétricos) coletados através de sensores instalados a um sistema supervisório. Os resultados indicam que a variação do recurso eólico para o local é mais elevada, quando comparado ao recurso solar, e que a disponibilidade do potencial de ambos os recursos são praticamente concomitantes ao longo do período diurno, característica esta também observada no período analisado. O sistema de geração com banco de baterias, operando tanto na configuração híbrida ou individual, assegurou o fornecimento de eletricidade para o sistema de bombeamento no período de funcionamento da carga. A partir dos indicadores de eficiência, verificou-se que as unidades de conversão apresentaram divergência entre a geração de eletricidade estimada e a mensurada, tendo a unidade eólica a qual apresentou maior divergência. O custo da energia elétrica do sistema híbrido instalado (eólico-solar) com banco de baterias é de 0,86 R$/kWh. O dimensionamento do sistema de geração indicou que a configuração híbrida para o local não se ajusta em virtude do elevado potencial solar disponível e da baixa disponibilidade do recurso eólico no 1º trimestre do ano. O dimensionamento indicou que a configuração híbrida foi a de menor custo (1,52 R$/kWh) quando dimensionada em função dos recursos do mês de Outubro. Indicando assim que quando mais de uma fonte renovável se destaca a configuração híbrida pode ser sim uma alternativa viável

As energias renováveis vêm ocupando parcelas cada vez maiores das matrizes energéticas dos principais países do mundo, devido aos custos e impactos da exploração de combustíveis fósseis, e à necessidade de ampliação dos suprimentos de energia. Atualmente, as energias hidrelétrica, eólica e solar apresentam viabilidade técnica e econômica para uma grande quantidade de aplicações, com desenvolvimento tecnológico em alto nível de maturidade. A energia de ondas oceânicas ainda exige investimentos razoáveis para se tornar uma alternativa viável para fornecimento de energia elétrica, e vem sendo alvo de projetos para prospecção de potenciais e para desenvolvimento de tecnologias para conversão de energia. Neste estudo, chegou-se ao valor médio anual de 12 kW por metro de frente de onda como estimativa do potencial energético das ondas oceânicas do litoral norte do Rio Grande do Sul (RS). Esse valor é considerado razoável se comparado a potenciais em outros locais do mundo, e pode representar um acréscimo interessante de suprimentos de energia ao sistema energético local, que se mostra bastante receptivo aos recursos renováveis. Este trabalho tem como objetivo avaliar, em nível de pré-viabilidade, a inserção de suprimentos de energia de ondas no sistema interligado do litoral norte do RS, com base em simulações computacionais realizadas com o software HOMER, desenvolvido especialmente para otimização de sistemas de geração de energia baseados em recursos renováveis. Os resultados obtidos sugerem que empreendimentos para aproveitamento de energia de ondas atinjam viabilidade econômica quando seus custos específicos se tornarem pelo menos iguais ao dobro dos custos específicos associados aos aproveitamentos eólicos. / Renewable energies are increasingly occupying larger areas of the power generation matrices in major countries in the world, because of the costs and impacts of the fossil fuels exploitation, and because of the need to increase energy supplies. Currently, hydro, wind and solar energies present technical and economic feasibility for a lot of applications, with technological development at a high level of maturity. The wave energy still requires reasonable investment to become a viable alternative for electric energy supply, and has been the target for research projects about locations of potential energy and for development of power conversion technologies. The potential of the coast of Rio Grande do Sul (RS) has already been estimated and presents an annual average around 12 kW per meter of wave front. This value is considered reasonable compared to other potential sites in the world, and may represent an interesting addition to the energy supply of the local energy system, which shows a great receptivity to renewable resources. This study aims to assess, in pre-feasibility level, the insertion of wave energy supplies in the interconnected system of the northern coast of RS, based on computer simulations performed with the software HOMER, specially developed for optimization of power generation systems based on renewable resources. The results suggest that projects for harnessing wave energy reach economic feasibility when their specific costs become at least twice the specific costs associated with wind farms.

As energias renováveis vêm ocupando parcelas cada vez maiores das matrizes energéticas dos principais países do mundo, devido aos custos e impactos da exploração de combustíveis fósseis, e à necessidade de ampliação dos suprimentos de energia. Atualmente, as energias hidrelétrica, eólica e solar apresentam viabilidade técnica e econômica para uma grande quantidade de aplicações, com desenvolvimento tecnológico em alto nível de maturidade. A energia de ondas oceânicas ainda exige investimentos razoáveis para se tornar uma alternativa viável para fornecimento de energia elétrica, e vem sendo alvo de projetos para prospecção de potenciais e para desenvolvimento de tecnologias para conversão de energia. Neste estudo, chegou-se ao valor médio anual de 12 kW por metro de frente de onda como estimativa do potencial energético das ondas oceânicas do litoral norte do Rio Grande do Sul (RS). Esse valor é considerado razoável se comparado a potenciais em outros locais do mundo, e pode representar um acréscimo interessante de suprimentos de energia ao sistema energético local, que se mostra bastante receptivo aos recursos renováveis. Este trabalho tem como objetivo avaliar, em nível de pré-viabilidade, a inserção de suprimentos de energia de ondas no sistema interligado do litoral norte do RS, com base em simulações computacionais realizadas com o software HOMER, desenvolvido especialmente para otimização de sistemas de geração de energia baseados em recursos renováveis. Os resultados obtidos sugerem que empreendimentos para aproveitamento de energia de ondas atinjam viabilidade econômica quando seus custos específicos se tornarem pelo menos iguais ao dobro dos custos específicos associados aos aproveitamentos eólicos. / Renewable energies are increasingly occupying larger areas of the power generation matrices in major countries in the world, because of the costs and impacts of the fossil fuels exploitation, and because of the need to increase energy supplies. Currently, hydro, wind and solar energies present technical and economic feasibility for a lot of applications, with technological development at a high level of maturity. The wave energy still requires reasonable investment to become a viable alternative for electric energy supply, and has been the target for research projects about locations of potential energy and for development of power conversion technologies. The potential of the coast of Rio Grande do Sul (RS) has already been estimated and presents an annual average around 12 kW per meter of wave front. This value is considered reasonable compared to other potential sites in the world, and may represent an interesting addition to the energy supply of the local energy system, which shows a great receptivity to renewable resources. This study aims to assess, in pre-feasibility level, the insertion of wave energy supplies in the interconnected system of the northern coast of RS, based on computer simulations performed with the software HOMER, specially developed for optimization of power generation systems based on renewable resources. The results suggest that projects for harnessing wave energy reach economic feasibility when their specific costs become at least twice the specific costs associated with wind farms.

As energias renováveis vêm ocupando parcelas cada vez maiores das matrizes energéticas dos principais países do mundo, devido aos custos e impactos da exploração de combustíveis fósseis, e à necessidade de ampliação dos suprimentos de energia. Atualmente, as energias hidrelétrica, eólica e solar apresentam viabilidade técnica e econômica para uma grande quantidade de aplicações, com desenvolvimento tecnológico em alto nível de maturidade. A energia de ondas oceânicas ainda exige investimentos razoáveis para se tornar uma alternativa viável para fornecimento de energia elétrica, e vem sendo alvo de projetos para prospecção de potenciais e para desenvolvimento de tecnologias para conversão de energia. Neste estudo, chegou-se ao valor médio anual de 12 kW por metro de frente de onda como estimativa do potencial energético das ondas oceânicas do litoral norte do Rio Grande do Sul (RS). Esse valor é considerado razoável se comparado a potenciais em outros locais do mundo, e pode representar um acréscimo interessante de suprimentos de energia ao sistema energético local, que se mostra bastante receptivo aos recursos renováveis. Este trabalho tem como objetivo avaliar, em nível de pré-viabilidade, a inserção de suprimentos de energia de ondas no sistema interligado do litoral norte do RS, com base em simulações computacionais realizadas com o software HOMER, desenvolvido especialmente para otimização de sistemas de geração de energia baseados em recursos renováveis. Os resultados obtidos sugerem que empreendimentos para aproveitamento de energia de ondas atinjam viabilidade econômica quando seus custos específicos se tornarem pelo menos iguais ao dobro dos custos específicos associados aos aproveitamentos eólicos. / Renewable energies are increasingly occupying larger areas of the power generation matrices in major countries in the world, because of the costs and impacts of the fossil fuels exploitation, and because of the need to increase energy supplies. Currently, hydro, wind and solar energies present technical and economic feasibility for a lot of applications, with technological development at a high level of maturity. The wave energy still requires reasonable investment to become a viable alternative for electric energy supply, and has been the target for research projects about locations of potential energy and for development of power conversion technologies. The potential of the coast of Rio Grande do Sul (RS) has already been estimated and presents an annual average around 12 kW per meter of wave front. This value is considered reasonable compared to other potential sites in the world, and may represent an interesting addition to the energy supply of the local energy system, which shows a great receptivity to renewable resources. This study aims to assess, in pre-feasibility level, the insertion of wave energy supplies in the interconnected system of the northern coast of RS, based on computer simulations performed with the software HOMER, specially developed for optimization of power generation systems based on renewable resources. The results suggest that projects for harnessing wave energy reach economic feasibility when their specific costs become at least twice the specific costs associated with wind farms.