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Thesis (Ph. D.)--University of Pennsylvania, 1922.

The implementation of distributed generation (DG) offers many benefits to the society, the electrical sector where they operate, and the consumers connected to the network especially due to their electricity self-production. For this case, proponents normally fight against costs estimation problems in projects of DG. In this way, low-cost and quality pre-feasibility studies are crucial when choosing the best financial and economical option. This Master thesis works on a specific methodology, with the software HOMER®, to the economic and financial (as well technical) prefeasibility study of projects with several small DG sources connected to middle voltages. A case study is also implemented with input data collected in the region of the Federal University of Santa Maria (UFSM). Therefore, it is developed a structure enclosing the general and interdisciplinary context of the projects. It helps the decision making process concerning the best-cost criterion option to advance to a more detailed viability study. As a result, this analysis of small DG systems proved to be very insightful, aligning its general objectives with the preciseness of pointing out promising technologies (wind turbines and microturbines fuelled by biogas) for further detailed studies. / O incremento de geração distribuída (GD) oferece uma série de benefícios para a sociedade, ao setor elétrico no qual estão inseridas e aos consumidores conectados a rede - em especial através da auto-produção de energia. Sobretudo para esta última situação, proponentes buscam solucionar problemas de estimação de custos em projetos de GD realizando estudos de pré-viabilidade de qualidade. Estes são de baixo custo e críticos para auxiliar a descartar projetos que não fazem sentido financeiro e econômico. Esta dissertação de mestrado aborda uma análise, através de metodologia específica, utilizando o software HOMER®, para o estudo de pré-viabilidade econômica e financeira (assim como técnica) de projetos envolvendo uma ampla gama de fontes distribuídas de pequeno porte conectadas à média tensão, com estudo de caso envolvendo a Universidade Federal de Santa Maria RS (UFSM). Assim, desenvolve-se uma estrutura contemplando o contexto geral e interdisciplinar de projetos, para auxiliar a tomada de decisões referentes à melhor opção em custos para prosseguir a um estudo mais detalhado de viabilidade. Como resultado, a proposta para análises de sistemas com GD de pequeno porte provou uma robustez interessante, aliando os objetivos gerais da abordagem desenvolvida com a precisão de apontar indícios tangíveis de viabilidade de tecnologias (turbinas eólicas e microturbinas a biogás) para estudos futuros mais detalhados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Master s Dissertation presents the development of a methodology that analyzes the impact of the White Tariff considering the distributed generation to low voltage residential consumers. The White Tariff has the aim of encouraging the reduction of energy consumption during the time of highest system load by consumers. Besides the low-voltage distributed generation aims the energy efficiency, the use of distributed generation and energy management by consumer. Considering this, the proposed methodology considers electricity tariffs, typical load curves ranged by consumption levels, natural resources and different of technologies for distributed generation. This database, combined with the software Hybrid Optimization Model for Electric Renewables (HOMER), presents as the main result the technical and economic feasibility for the use of distributed generation together with the white tariff, without changing the spending habits of consumers. The use of distributed generation is prioritized during the peak time, shifting the consumption from the electric power network to off-peak periods, where the white electricity tariff is shiper. The current costs of installation and operation of the distributed generation are high, but there is a tendency to their reduction due to an increase of its application and providers. It is emphasized that these analyzes, never seen before aim more efficient energy use of energy by both the application of white tariff and the encouragement to use of distributed generation. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para analisar o impacto da Tarifa Branca considerando a inserção de geração distribuída (GD) nos consumidores residenciais de baixa tensão. A Tarifa Branca visa incentivar os consumidores de baixa tensão a reduzirem o consumo de energia elétrica no horário de maior carregamento do sistema. A geração distribuída permite o gerenciamento da energia por parte do consumidor. Neste sentido, a metodologia proposta considera tarifas de energia, curvas de carga típicas por faixa de consumo, recursos naturais e tipos de tecnologias para geração distribuída. Esta base de dados, aliada ao software Hybrid Optimization Model for Eletric Renewables (HOMER), tem como principal resultado a viabilidade técnica e econômica quanto à utilização da geração distribuída explorando a Tarifa Branca, sem que haja mudança nos hábitos de consumo dos consumidores. A utilização da geração distribuída é priorizada para o horário de ponta, de modo que a utilização da rede de energia elétrica se concentre nos horários fora-ponta, onde o preço da Tarifa Branca é menor. Os custos atuais de instalação e operação das GD são elevados, porém a tendência é a redução dos preços em função de um aumento no seu uso e na quantidade de fornecedores. Ressalta-se que tais análises são inéditas e visam o uso mais eficiente de energia tanto pelo emprego da Tarifa Branca como pelo incentivo para uso da geração distribuída.

Nearly one fifth of the global population lacks access to electricity and electricity access is essential for economic growth and human well-being. SHSs and micro-grids both have the possibility of increasing the electricity access in developing countries. The decision to choose either SHSs or micro-grids for rural electrification is a complex task that must consider both the technological factors that separate these two systems and the non-technological factors. Separate times of peak load between households (inter-class diversity) has shown to be one major advantage for the use of micro-grids. Studies have shown that the diversity factor present in micro-grids can scale down the necessary capacity of PV modules and energy storage of up to 80%, in comparison to stand-alone systems (e.g. SHSs). These reductions are nevertheless based on assumed diversity factors, not using real load profiles and the necessary capacities are calculated using intuitive methods (known to be inexact). From interviews in a rural community of Nicaragua, the author generated load profiles and determined the diversity factor of the community. The load profiles were generated with a specially designed software to formulate realistic load profiles for off-grid consumers in rural areas. These load profiles were later used in the software HOMER where the diversity’s influence on required capacity and NPC were determined by comparing SHSs to a PV based micro-grid. The study showed that the required capacity and NPC of the inverter and charge controller are clearly decreased as an influence of inter-class diversity. The required PV and battery capacity are also decreased when a micro-grid is utilized, but these reductions are most likely a result from the limited nominal power per component considered in HOMER. / Nästan en femtedel av världens befolkning saknar tillgång till elektricitet. Nicaragua är ett av de länder där en stor del av befolkningen saknar eltillgång och det gäller speciellt hushållen på landsbygden. Utbyggnader av elnätet till dessa områden är ofta låg-prioriterade på grund av höga kostnader för att tillgodose ett många gånger lågt energi och effektbehov. En alternativ lösning för att ge dessa hushåll tillgång till elektricitet är att använda off-grid system, system frikopplade från det nationella elnätet. Två vanligt förekommande off-grid system är solar home systems (SHSs) och micro-grids. Det faktum att flera hushåll ofta använder sin toppeffekt vid olika tillfällen (sammanlagring av effekt) har visat sig vara till stor fördel för micro-grids. Tidigare studier har visat att sammanlagringsfaktorn i ett micro-grid kan reducera nödvändig kapacitet av solceller och energilager upp till 80%, i jämförelse med enskilda system (t.ex. SHSs). Dessa studier bygger dock på antagna sammanlagringsfaktorer, overkliga lastprofiler och nödvändig kapacitet beräknas med intuitiva metoder. Med data från intervjuer i ett landsbygdssamhälle i Nicaragua skapas lastprofiler och en sammanlagringsfaktor beräknas för samhället. Lastprofilerna skapas i en programvara utvecklad för att formulera realistiska lastprofiler för off-grid konsumenter i landsbygdsområden. Lastprofilerna används senare i programvaran HOMER där sammanlagringens påverkan på nödvändig kapacitet och kostnad undersöks genom en jämförelse mellan SHSs och ett solcellsdrivet micro-grid. Studien visar att nödvändig kapacitet och nuvärdeskostnad för växelriktare och laddningsregulator tydligt minskar till följd av sammanlagring. Nödvändig kapacitet på solceller och batterier minskar också när ett micro-grid används. Dock beror detta med stor sannolikhet inte på sammanlagring utan är ett resultat från de begränsade märkeffekter på komponenter som användes i HOMER.

Zugl.: München, Univ., Diss., 2005/06

Thesis (Ph. D.)--Harvard University, 1974. / Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--Harvard University, 1974. / Includes bibliographical references.

This Master s Dissertation presents a study on the technical and financial impact of the application of strategies for Demand-Side Management (DSM) in residential consumers BT (Group B), considering the white tariff and the inclusion of distributed generation (DG). The white tariff to be an hourly tariff enables the application of DSM strategies in the residential consumer. As DSM strategies were used load shifting and peak reduction, aimed at handling consumption at peak hours. Furthermore, DG was also considered as a DSM strategy. In this sense, the proposed methodology considers typical load curves ranged by consumption levels, DSM strategies, tariffs, natural resources, photovoltaic technology to GD and solar collector. As a simulation tool was used the Hybrid Optimization Model for Electric Renewables software (HOMER), which aims to analyze technical and economic implementation of DSM strategies, exploring the white tariff and the use of GD. The results showed that the combination strategies peak reduction and load shifting enable the use of the white tariff. The results showed that the combination of the load shifting and peak reduction strategies and enable the use of the white tariff. Already the use of DG due to maintenance and operating costs, required a sensitivity analysis observing at cost reduction. / Esta dissertação apresenta um estudo sobre o impacto técnico e financeiro da aplicação de estratégias de Gerenciamento pelo Lado da Demanda (GLD) em consumidores residenciais de BT (Grupo B), considerando a Tarifa Branca e a inserção de geração distribuída (GD). A tarifa branca por ser uma tarifa horária viabiliza a aplicação de estratégias de GLD no consumidor residencial. Como estratégias de GLD foram utilizadas as técnicas de deslocamento de carga e redução de pico, visando a manipulação do consumo no horário de ponta. Além disso, a GD foi considerada também como uma estratégia de GLD. Neste sentido, a metodologia proposta considera curvas de carga típicas por faixas de consumo, estratégias de GLD, tarifas de energia, recursos naturais, tecnologia fotovoltaica para GD e coletor solar. Como ferramenta de simulação foi utilizado o software Hybrid Optimization Model for Eletric Renewables (HOMER), que tem como finalidade analisar técnica e economicamente a aplicação das estratégias de GLD, explorando a Tarifa Branca e a utilização da GD. Os resultados mostraram que a combinação das estratégias de deslocamento de carga e redução de pico viabilizam o uso da tarifa branca. Já a utilização da GD devido aos custos de manutenção e operação, exigiu uma análise de sensibilidade observando a redução de custos.