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As conseqüências e repercussões do recente blecaute de grande escala ocorrido no Brasil em 2009, que afetou as regiões Sudeste, Sul, Centro-Oeste e Nordeste além do Paraguai todo; assim como aqueles que afetaram a região do Norte e Nordeste dos Estados Unidos (2003) e toda Itália, também em 2003, mostraram mais uma vez que na atualidade a sociedade tem uma dependência quase total da energia elétrica. Em todos os casos, a falta de energia elétrica atingiu de forma significativa vários setores da economia, ao passo que sistemas de transporte elétrico, indústrias e hospitais sem sistemas de geração emergencial, instituições acadêmicas, iluminação pública e residencial e, inclusive, sistemas de comunicação, ficaram praticamente inoperantes. Após esses eventos, houve uma busca por algumas alternativas que ofereçam maior confiabilidade no fornecimento de energia elétrica ou, pelo menos, alternativas que ajudem a minimizar o seu impacto. O estabelecimento de sistemas baseados em micro-redes elétricas mostrou-se como uma alternativa que poderia ser utilizada para tal finalidade, de tal forma que não apenas cargas críticas, mas também boa parte das atividades mencionadas poderia continuar operando durante períodos de contingência. Por outro lado, o conceito das micro-redes elétricas tem ganho recentemente maior atenção em virtude da crescente penetração de fontes de geração distribuída e dos incentivos providos pelos governos para promover a geração de energia através de fontes renováveis como por exemplo a energia eólica, solar, biomassa, hidrelétrica, e outras. Nos mais diversos países do mundo, atualmente, populações assentadas em regiões remotas utilizam esquemas baseados em micro-redes elétricas para o suprimento de energia elétrica. Assim, neste trabalho serão apresentados os resultados referentes ao estudo da tecnologia das micro-redes elétricas, especificamente o seu desempenho diante de condições operativas como o modo de operação ilhado e o modo conectado com a rede elétrica. Particularmente, a transição para o modo de operação ilhado demandou um estudo, através das simulações, mais dedicado. No que se refere à negociação da energia entre a micro-rede e a rede principal, quando da disponibilidade de energia excedente nos períodos de carga reduzida na micro-rede, será apresentada uma análise crítica dos possíveis métodos de tarifação, os quais até agora são apenas utilizados na forma de incentivos governamentais. Será também apresentada uma análise referente à viabilidade econômica de micro-redes, já que para que estas tenham atratividade econômica, os custos de aquisição de equipamentos e operação devem também ser competitivos. / After the occurrence of some major blackouts like the one that affected the Northern and Northeastern part of the United States in 2003, the one that affected the Southeast, Midwest and Northeastern part of Brazil including Paraguay, in 2009; and the blackout that affected the whole Italy in 2003, to mention a few a few of them, there was a rush for seeking some alternatives to deal with such events or at least find out feasible solutions that can contribute to diminish their impact. The lack of electric power, for whatever reason it was, unveiled one common fact, our modern society is so dependent on electricity that during the blackouts areas like the electrical transport system, financing activity, academic institutions, industries, health centers with no emergency or standby generation, public and residential lighting and even some communication systems failed to operate. The establishment of microgrid systems proved to be an alternative that could be used for this purpose; thus, not only critical loads, but also some of the activities mentioned earlier on could continue their operation during such emergency periods. In addition, the concept of micro-grid systems has recently gained particular attention due to the increasing penetration of distributed generation and also due to the incentives provided by the governments to promote the generation of electricity from renewable sources such as wind power, solar, biomass, small hydroelectric schemes, etc. At present, countless settlements located in remote areas worldwide use microgrid systems to generate and distribute electricity. In this work, the results related to the microgrid technology, specifically its performance towards system conditions such as the islanding mode and grid connected mode of operation will be presented. Particularly, the transition to the islanded mode of operation demanded a more dedicated study during the simulations performed. As for the energy trading between the microgrid and the utility, which can occur when the microgrid generators are lightly loaded, it will be presented a critical analysis about the possible tariff methods to be applied. Such tariffs are so far only applied in the form of government subsidies to promote the use of renewable energy sources. Additionally, an analysis of a microgrid economic feasibility to show how competitive or complimentary this technology is with the utility will be presented herein.

The demand for cooling and air-conditioning of building is increasingly ever growing. This increase is mostly due to population and economic growth in developing countries, and also desire for a higher quality of thermal comfort. Increase in the use of conventional cooling systems results in larger carbon footprint and more greenhouse gases considering their higher electricity consumption, and it occasionally creates peaks in electricity demand from power supply grid. Solar energy as a renewable energy source is an alternative to drive the cooling machines since the cooling load is generally high when solar radiation is high. This thesis examines the performance of PV/T solar collector manufactured by Solarus company in a solar cooling system for an office building in Dubai, New Delhi, Los Angeles and Cape Town. The study is carried out by analyzing climate data and the requirements for thermal comfort in office buildings. Cooling systems strongly depend on weather conditions and local climate. Cooling load of buildings depend on many parameters such as ambient temperature, indoor comfort temperature, solar gain to the building and internal gains including; number of occupant and electrical devices. The simulations were carried out by selecting a suitable thermally driven chiller and modeling it with PV/T solar collector in Polysun software. Fractional primary energy saving and solar fraction were introduced as key figures of the project to evaluate the performance of cooling system. Several parametric studies and simulations were determined according to PV/T aperture area and hot water storage tank volume. The fractional primary energy saving analysis revealed that thermally driven chillers, particularly adsorption chillers are not suitable to be utilizing in small size of solar cooling systems in hot and tropic climates such as Dubai and New Delhi. Adsorption chillers require more thermal energy to meet the cooling load in hot and dry climates. The adsorption chillers operate in their full capacity and in higher coefficient of performance when they run in a moderate climate since they can properly reject the exhaust heat. The simulation results also indicated that PV/T solar collector have higher efficiency in warmer climates, however it requires a larger size of PV/T collectors to supply the thermally driven chillers for providing cooling in hot climates. Therefore using an electrical chiller as backup gives much better results in terms of primary energy savings, since PV/T electrical production also can be used for backup electrical chiller in a net metering mechanism.

As conseqüências e repercussões do recente blecaute de grande escala ocorrido no Brasil em 2009, que afetou as regiões Sudeste, Sul, Centro-Oeste e Nordeste além do Paraguai todo; assim como aqueles que afetaram a região do Norte e Nordeste dos Estados Unidos (2003) e toda Itália, também em 2003, mostraram mais uma vez que na atualidade a sociedade tem uma dependência quase total da energia elétrica. Em todos os casos, a falta de energia elétrica atingiu de forma significativa vários setores da economia, ao passo que sistemas de transporte elétrico, indústrias e hospitais sem sistemas de geração emergencial, instituições acadêmicas, iluminação pública e residencial e, inclusive, sistemas de comunicação, ficaram praticamente inoperantes. Após esses eventos, houve uma busca por algumas alternativas que ofereçam maior confiabilidade no fornecimento de energia elétrica ou, pelo menos, alternativas que ajudem a minimizar o seu impacto. O estabelecimento de sistemas baseados em micro-redes elétricas mostrou-se como uma alternativa que poderia ser utilizada para tal finalidade, de tal forma que não apenas cargas críticas, mas também boa parte das atividades mencionadas poderia continuar operando durante períodos de contingência. Por outro lado, o conceito das micro-redes elétricas tem ganho recentemente maior atenção em virtude da crescente penetração de fontes de geração distribuída e dos incentivos providos pelos governos para promover a geração de energia através de fontes renováveis como por exemplo a energia eólica, solar, biomassa, hidrelétrica, e outras. Nos mais diversos países do mundo, atualmente, populações assentadas em regiões remotas utilizam esquemas baseados em micro-redes elétricas para o suprimento de energia elétrica. Assim, neste trabalho serão apresentados os resultados referentes ao estudo da tecnologia das micro-redes elétricas, especificamente o seu desempenho diante de condições operativas como o modo de operação ilhado e o modo conectado com a rede elétrica. Particularmente, a transição para o modo de operação ilhado demandou um estudo, através das simulações, mais dedicado. No que se refere à negociação da energia entre a micro-rede e a rede principal, quando da disponibilidade de energia excedente nos períodos de carga reduzida na micro-rede, será apresentada uma análise crítica dos possíveis métodos de tarifação, os quais até agora são apenas utilizados na forma de incentivos governamentais. Será também apresentada uma análise referente à viabilidade econômica de micro-redes, já que para que estas tenham atratividade econômica, os custos de aquisição de equipamentos e operação devem também ser competitivos. / After the occurrence of some major blackouts like the one that affected the Northern and Northeastern part of the United States in 2003, the one that affected the Southeast, Midwest and Northeastern part of Brazil including Paraguay, in 2009; and the blackout that affected the whole Italy in 2003, to mention a few a few of them, there was a rush for seeking some alternatives to deal with such events or at least find out feasible solutions that can contribute to diminish their impact. The lack of electric power, for whatever reason it was, unveiled one common fact, our modern society is so dependent on electricity that during the blackouts areas like the electrical transport system, financing activity, academic institutions, industries, health centers with no emergency or standby generation, public and residential lighting and even some communication systems failed to operate. The establishment of microgrid systems proved to be an alternative that could be used for this purpose; thus, not only critical loads, but also some of the activities mentioned earlier on could continue their operation during such emergency periods. In addition, the concept of micro-grid systems has recently gained particular attention due to the increasing penetration of distributed generation and also due to the incentives provided by the governments to promote the generation of electricity from renewable sources such as wind power, solar, biomass, small hydroelectric schemes, etc. At present, countless settlements located in remote areas worldwide use microgrid systems to generate and distribute electricity. In this work, the results related to the microgrid technology, specifically its performance towards system conditions such as the islanding mode and grid connected mode of operation will be presented. Particularly, the transition to the islanded mode of operation demanded a more dedicated study during the simulations performed. As for the energy trading between the microgrid and the utility, which can occur when the microgrid generators are lightly loaded, it will be presented a critical analysis about the possible tariff methods to be applied. Such tariffs are so far only applied in the form of government subsidies to promote the use of renewable energy sources. Additionally, an analysis of a microgrid economic feasibility to show how competitive or complimentary this technology is with the utility will be presented herein.

The Republic of Kosovo, and its 1.8 million inhabitants, is heavily reliant on two highly pollutive lignite coal-fired power plants, Kosova A and Kosova B for energy generation. The coal-fired power plants, that cover 91% of the energy generation, are reaching the end of their operational life and are in need of either restoration or discontinuation. This implies that Kosovo is in need of energy alternatives for a more flexible energy system which could open opportunities for renewable energy. Solar power in Kosovo is still at a low percentage of less than 1%, and its future penetration is being held back by lack of investments and underdeveloped regulatory framework. Affordable and reliable energy, from solar power, could reduce poverty, lower unemployment, boost economic growth and improve people's health in Kosovo. This coincides with the sustainability goals set by the UN Agenda 2030 and specifically goal 7, ‘Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all’. The aim of the project was to design a techno-economically optimal PV-system at The University of Prishtina and to investigate the potential technical, social and economic impacts of implementing PV-systems in Kosovo to help achieve the UN 2030 Agenda, specifically SDG 7. The project consists of a quantitative part where simulations were done with the System Advisor Model (SAM) in order to calculate the energy generation and profitability of installing photovoltaic modules at The University of Prishtina with different policy-schemes. In addition, a qualitative study was done by compiling information on the policy structures in Kosovo and other european countries in order to identify obstacles and future trends in the development of renewables. The results showed that it is profitable for the University of Prishtina to install a PV-system in which the inspected financial indicators such as NPV, LCOE and payback time showed profitability for all policy-scenarios. In the base scenario with 200 kWp, which follows the current policy and capacity restrictions on the maximum allowed capacity of 100 kWp per metering point, 60% of the yearly electricity bills were covered. Two additional models were made with alternative policy-scenarios, one with a net-billing model in which sell-rates were altered and another with a higher capacity of 298.49 kWp utilizing the whole roof area. The system of 298.49 kWp gave the highest energy production and could cover 80% of the early electricity bills. The net-billing simulations indicated that profitability is also feasible for small-scale PV in a net-billing scheme with low sell-rates of electricity. LCOE ranged from $6.98 to 8.24 ¢/kWh, for all policy-scenarios, which was lower than the buy-rate of electricity for The University of Prishtina. The results from the simulations along with the qualitative study conclude that the cost- and technical potential for solar power is profitable and feasible. In addition to socio-economic factors such as job-opportunities and health benefits, solar power could be a competitive energy alternative in comparison to current forms of energy generation in Kosovo. However, due to restrictive RES-policy and potentially costly FiT’s in Kosovo a proposition, collected through qualitative studies, is to switch to auctioning schemes with possible usage of FiP’s, if needed, for large- scale PV with regulators putting an emphasis on an open, fair and competitive market. Solar power is competitive and would fare well in such schemes and its implementation should be encouraged by stakeholders and regulators in Kosovo. / Republiken Kosovo och dess 1.8 miljoner invånare är starkt beroende av de två kraftigt förorenade kolkraftverken Kosova A och B för sin energiproduktion. Kolkraftverken, som är i slutskedet av sin livslängd, utgör närmare 91% av landets energiproduktion och är i behov av antingen restaurering eller avveckling. Detta medför ett stort behov av nya, flexibla energikällor i Kosovo vilket luckrar upp möjligheter för förnybar energi, särskilt solkraft. Andelen solkraft i Kosovo utgör idag mindre än 1 % av landets energimix och hämmas avsevärt av underutvecklade regelverk och brist på investering. Ekonomiskt överkomlig och tillförlitlig energi från solkraft skulle kunna bidra till minskad fattigdom, sänkt arbetslöshet, ökad ekonomisk tillväxt samt förbättrad hälsotillstånd hos Kosovos invånare. Detta sammanfaller i sin tur med FN:s globala hållbarhetsmål stipulerade i Agenda 2030, särskilt mål 7, ”Säkerställa tillgång till ekonomiskt överkomlig, tillförlitlig, hållbar och modern energi för alla”. Syftet med arbetet var att utforma ett tekno-ekonomiskt optimalt solcellssystem vid Universitetet i Pristina, samt undersöka de potentiella tekniska, sociala och ekonomiska effekterna av att implementera solcellssystem i Kosovo. Detta i mån om FN:s hållbarhetsmål och Agenda 2030, inriktat på mål 7. Projektet består av en kvantitativ analys där energiproduktionen och lönsamheten av att installera solcellsmoduler vid Universitetet i Pristina simuleras i anknytning till olika policy regelverk med hjälp av System Advisor Model (SAM). Vidare utfördes en kvalitativ studie där information om rådande politiska strukturer och regelverk i Kosovo och andra europeiska länder sammanställdes för att identifiera aktuella hinder och framtida trender i utvecklingen av förnybar energi. Resultaten visade att det är lönsamt för Pristinas universitet att installera ett solcellssystem. De granskade finansiella indikatorerna som NPV, LCOE och payback påvisade lönsamhet för alla simulerade policy scenarion. I bas-scenariot med 200 kWp med nuvarande kapacitets och policy restriktioner på maximalt 100 kWp per mätningspunkt, täcks 60% av de årliga elräkningarna. Därutöver simuleras ytterligare två modeller med alternativa policy-scenarion. En net-billing modell med varierande el-försäljningspriser samt en modell med högre kapacitet på 298,49 kWp. I systemet med 298,49 kWp erhölls den högsta energiproduktionen som täckte närmare 80% av de årliga elräkningarna. Net-billing simuleringarna gemensamt med låga el-försäljningspriser indikerade även lönsamhet i net-billing systemet. Denna typ av elförsäljning kan därmed vara realiserbart och tillämpas för småskaliga solkraftsanläggningar i Kosovo. För alla policy scenarion varierade LCOE från $ 6,98 till 8,24 ¢/kWh, vilket var lägre än elpriserna för Universitetet i Pristina. Resultaten från simuleringarna och den kvalitativa studien antyder att den tekniska och ekonomiska potentialen för solenergi är hög. Utöver socioekonomiska faktorer som jobbmöjligheter och hälsofördelar kan solenergi vara ett konkurrenskraftigt energialternativ jämfört med nuvarande former av energiproduktion i Kosovo tack vare dess billiga kostnader. Med avseende på restriktiva regelverk gällande förnybar energi och den potentiellt dyra feed-in tariff-policyn i Kosovo är det till fördel, baserat på den kvalitativa och kvantitativa analysen, att utveckla ett auktionssystem med kompletterande feed-in premium för storskaliga solkraftsanläggningar. Detta med betoning på en öppen, rättvis och konkurrenskraftig marknad. Solkraft är billigt, konkurrenskraftig och är gynnsam för de socioekonomiska aspekterna i Kosovo. Dess implementering bör uppmuntras av intressenter och lagstiftare i Kosovo. / Në Republiken e Kosovës me 1.8 milion banorë, qytetarët e saj varen shumë nga dy termocentrale të ndotura, Kosova A dhe Kosova B. Termocentralet me linjit, që mbulojnë 91% të gjenerimit të energjisë, po arrijnë fundin e jetës së tyre operacionale dhe kanë nevojë për restaurim ose ndërprerje. Kjo nënkupton që Kosova ka nevojë për energji alternative dhe për një sistem më fleksibël, i cili mund të hapë mundësi për energji të rinovueshme. Energjia diellore në Kosovë është akoma në një përqindje të ulët të perdorimit prej më pak se 1%. Energjia diellore po frenohet nga mungesa e përpilimit të ligjeve dhe mungesa e investimeve. Nga energjia diellore Kosova mund të ketë perfitime në rritjen ekonomike dhe përmirësim të shëndetit për popullatën e Kosovës. Kjo ç ështje eshtë në perputhshmëri me qëllimet të vendosura nga agjenda e OKB-së 2030, në veqanti pika 7 në të cilën thuhet: ‘ të sigurohet aksesi në energji të përballueshme, të besueshme, të qëndrueshme dhe moderne për të gjithë ’. Qëllimi ynë me këtë studim është të hulumtojmë mundësitë për një sistem optimal fotvoltaike (PV) në Universitetin e Prishtinës ‘Hasan Prishtina’. Gjithashtu qellimi me ketë studim është të hulumtojmë ndikimet e mundshme teknike, sociale dhe ekonomike në zbatimin e sistemeve PV në Kosovë për të arritur agjendën e OKB-së 2030, posaçërisht pika 7. Projekti përbëhet nga një pjesë sasiore ku janë bërë simulime me System Advisor Model (SAM) në mënyrë që të llogaritet gjenerimi i energjisë dhe përfitimi i instalimit të moduleve PV në Universitetin e Prishtinës me skema të ndryshme rregullative. Për më tepër, është bërë një studim cilësor duke përpiluar informacione mbi strukturat rregullative në Kosovë dhe vendet e tjera evropiane në mënyrë që të identifikohen pengesat dhe tendencat e ardhshme në zhvillimin e burimeve të ripërtëritshme (BRE). Rezultatet e këtijë studimi tregojnë se, për Universitetin e Prishtinës, është veprim fitimprurëse të instalohet një sistem PV. Përmes këtijë sistemi, treguesit financiarë si NPV, LCOE dhe payback rezultojnë në përfitime ekonomike ne të gjitha skemat e provuara rregullative. Në modelin e parë bazë me 200 kWp, i cili ndjek politikat (policy) aktuale me kufizime të kapaciteteve të lejuar prej 100 kWp për një pikë matëse, mbulohen 60% e faturave vjetore të energjisë elektrike. Ndërsa në dy modelet tjera shtesë, bëmë percaktime të skemave alternative. Një nga modelet ishte net-billing në të cilin ndryshuam normat e shitjes. Tjetri model ishte një sistem PV me kapacitet më të lartë prej 298.49 kWp duke përfshirë gjithë siperfaqën e kulmit. Sistemi prej 298.49 kWp dha prodhimin më të lartë të energjisë dhe mund të mbulojë 80% të faturave të energjisë elektrike. Rezultatët e skemës së net-billing treguan se përfitimi është i mundshëm gjithashtu, me norma të ulëta të shitjes së energjisë elektrike. Kjo skemë mund të zbatohet për instalime të vogla me PV në Kosovë. Vlerat e LCOE varion nga $6.98 ¢/kWh- 8.24 ¢/kWh dollar, në të gjitha modelet. Kjo tregon se kostoja është më e ulët se norma e blerjes së energjisë elektrike për Universitetin e Prishtinës. Rezultatet nga simulimet e të gjitha modeleve së bashku me studimin cilësor arrijnë në përfundim se kostoja dhe potenciali teknik për energjinë diellore është fitimprurëse dhe i realizueshëm. Ky studim tregon se përveç faktorëve socio-ekonomikë siç janë mundësitë e punësimit dhe beneficioneve shëndetësore, energjia diellore mund të jetë një alternativë konkurruese e energjisë në krahasim me format aktuale të gjenerimit të energjisë në Kosovë. Sidoqoftë, për shkak të politikave përkufizuese të BRE-ve dhe feed-in tariff ose FiT-ve, qe janë potencialisht të kushtueshme, një rekomandim për instalime të mëdha të PV-së është kalimi në skema tender, potencialisht me përdorimin të feed-in premium ose FiP-ve. Ne ketë skeme, politikbërësitë duhet të krejojnë mundesit për një treg të hapur, të barabartë dhe konkurrues. Energjia diellore do të jetë me kosto më të ulëta në të ardhmen dhe implementimi i saj duhet të inkurajohet nga palët e interesit dhe politikbërësitë në Kosovë.

[pt] Nos últimos anos tem se verificado um papel mais ativo do pequeno consumidor com relação ao uso da energia elétrica. O acesso mais facilitado às tecnologias de geração distribuída, principalmente produção local fotovoltaica em telhados de residências e também às novas gerações de medidores inteligentes, despertou o interesse de pequenos consumidores para gerar sua própria energia, reduzindo sua fatura com a distribuidora e também sua dependência da rede de distribuição. Nesse contexto, o objetivo da dissertação é avaliar, com base em medições inteligentes reais, o impacto nas faturas de consumidores residenciais causado pela introdução de uma Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição, em reais/quilowatt, aplicada sobre a demanda máxima registrada. A opção pelo tema buscou atender lacunas na bibliografia nacional por tratar-se de um assunto inovador, não só no Brasil, e que está sendo estudado em diversos países no mundo simultaneamente. A metodologia pode ser dividida, basicamente, em quatro fases: (i) Apuração da receita de referência; (ii) Cálculo das tarifas de distribuição nas modalidades horária e em reais/quilowatt; (iii) Cálculo e avaliação das receitas obtidas pela aplicação das tarifas às medições dos clusters de estudo; e (iv) Cálculo e avaliação das receitas obtidas pela aplicação das tarifas às medições dos clusters de estudo, considerando geração fotovoltaica distribuída. Os resultados permitiram identificar os perfis de consumo que seriam mais impactados pela introdução de uma tarifação sobre a demanda e também os efeitos resultantes da instalação de painéis solares nas residências, assim demonstrar que essa modalidade de tarifação, ao refletir os custos da atividade de distribuição de energia, propicia estabilidade das tarifas e evita subsídios cruzados. / [en] In recent years there has been a more active role of small consumers in relation to the use of electricity. The easier access to distributed generation technologies, mainly local photovoltaic production in residential roofs and also the new generations of intelligent meters, has brought the interest of small consumers to generate their own energy, reducing their invoice with the distributor and also their dependence on the distribution network. In this context, the objective of this dissertation is to evaluate, based on real smart measurements, the impact on the invoices of residential customers caused by the introduction of a demand charge, in real/kilowatt, applied on the registered maximum demand. The option for the theme sought to address gaps in the national bibliography because it is an innovative subject, not only in Brazil, and which is being studied in several countries simultaneously. The methodology can be divided into basically four phases: (i) Calculation of the reference revenue; (ii) Calculation of distribution tariffs: hourly and based in real/kilowatt; (iii) Calculation and evaluation of the revenues obtained by applying the tariffs to the measurements from the clusters to be studied; and (iv) Calculation and evaluation of the revenues obtained by applying the tariffs to the measurements from the clusters to be studied, considering distributed photovoltaic generation. The results allowed to identify the consumption profiles, whether they would be more impacted by the introduction of a demand charge and the impacts caused by the installation of solar panels by the residences as well as demonstrating that this type of charge, reflecting the costs of distribution, provides tariff stability and avoids cross subsidies.

Intresset för småskaliga vindkraftverk på byggnader har ökat under de senaste åren. Allt fler människor blir mer energi- och miljömedvetna samt ser fördelarna med att elektriciteten produceras där den konsumeras; i den bebyggda miljön. Det är dock en större utmaning att installera ett vindkraftverk i urban miljö, jämfört med i öppet landskap, då det finns många faktorer som skall beaktas. Stadens komplexa uppbyggnad gör att vindens hastighet och riktning varierar och ger upphov till turbulenta strukturer i den omgivande luften. Många av dagens vindkraftverk kan ej operera effektivt vid turbulens, därför måste dessa vindkraftverken placeras på höga höjder för att nå den laminärt strömmande vinden över staden, vilket ger orealistiska längder på de master som krävs, även om vindkraftverket monteras på en byggnad. För att kunna utnyttja de vindar som uppkommer i urbana miljöer bör vertikalaxlade vindkraftverk med en helixformad geometri på rotorn användas. Dessa har visat sig vara både de effektivaste och de vindkraftverk som utsätter omgivningen för lägst nivå av störningar. Att placera ett vindkraftverk på en byggnad i urban miljö, där många människor vistas, kräver god kunskap om säkert montage samt vilka störningar som vindkraftverket kan generera. Ett vindkraftverk som monteras felaktigt kan bidra till hälso- och säkerhetsrisker, och om dessa risker blir för stora kan vindkraftverket tvingas att tas ur drift. För att vara säker på att vindkraftsanläggningen är tillförlitligt bör vindkraftverket och montaget vara stadardiserat och certifierat, något som i dagsläget saknas i Sverige. I dag finns inga direkta stöd för småskaliga vindkraftverk i Sverige, vilket är en bidragande faktor till att ekonomin kring dessa vindkraftverk är bristfällig. Elcertifikatsystemet som skall ge stöd åt förnyelsebar energi är inte utformat för småskalig elproduktion. Men i takt med att detta användningsområde för vindkraft utvecklas samt att priset för energi förväntas stiga kommer troligtvis byggnadsmonterade vindkraftverk bli en lönsam investering i framtiden. / The interest for small-scale wind turbines mounted on buildings has increased during the last couple of years. More and more people are giving more consideration to energy and environmental questions and are appreciative of the benefits of producing electricity where it is consumed; in the urban environment. However it is a greater challenge to install a wind turbine in the urban environment, compared to an open landscape, because of the many factors that needs to be taken in consideration. The complex structure of the city has an effect on the speed and direction of the wind and causes turbulent structures in the surrounding air. Many of today’s wind turbines cannot operate effectively in turbulence, this is why these turbines need to be placed on high heights to reach the laminar wind flow over the city, which gives unrealistic lengths of the towers that are required, even if the turbine is mounted on a building. To be able to utilize the existing wind in urban environments a vertical axis wind turbine with a helix shaped rotor should be used. These turbines have shown themselves to not only be the most effective but also the turbines that expose the surroundings to the lowest level of disturbances. To place a wind turbine on a building in an urban environment, where a lot of people reside, requires a good knowledge of how to securely mount the turbine but also what kind of disturbances that a turbine can emit. A turbine that is mounted incorrectly can contribute to health and safety hazards, and if these risks become to great the turbine may be forced to be taken out of operation. To be certain that the wind turbine and its components are trustworthy the turbine and mounting should be standardized and certified, a feature that don’t exist today in Sweden.  Currently there is no direct support scheme for small-scale wind turbines in Sweden, which is a contributing factor to the inadequate economics surrounding these wind turbines. The Swedish system with certificates is meant to give support renewable energy but the system is not suited for small-scale production of electricity.  But the more this field of application for wind turbines develops, together with the assumption of rising cost of energy will most likely make building mounted wind turbines a profitable investment in the future.

[pt] Nos últimos anos, a energia fotovoltaica ganhou um espaço muito grande no cenário internacional e se tornou a terceira maior fonte mundial de geração de energia renovável, ficando atrás somente da energia hidroelétrica e da energia eólica. No Brasil, apesar de todas as características naturais favoráveis, tanto do ponto de vista de disponibilidade solar como de possibilidades de produção de silício com alto grau de pureza, a energia fotovoltaica tem uma participação incipiente na matriz energética. A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), através da publicação da Resolução n. 482, procurou estabelecer as condições gerais e reduzir as barreiras regulatórias existentes visando a expansão desse tipo de geração através da introdução do sistema de compensação de energia elétrica (net metering). O presente estudo buscou analisar o melhor momento para investir num projeto de implantação de um sistema de geração fotovoltaica conectado à rede (SFCR) sob a ótica do investidor, aplicando a Teoria de Opções Reais (TOR). As análises foram baseadas no fluxo de caixa estimado durante toda a vida útil do sistema gerador e o valor do projeto foi calculado considerando que o investidor poderia implantá-lo imediatamente ou ter a opção de espera por um momento mais apropriado. Os métodos tradicionais de avaliação de investimento como o Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e payback foram utilizados nessas análises, bem como a Teoria de Opções Reais. A partir das análises, foi possível concluir que, dada as condições específicas do projeto proposto, a melhor opção seria a realização imediata do projeto do SFCR. / [en] In recent years, photovoltaics gained a very large space in the international arena and have become the world s third largest source of renewable energy, second only to hydropower and wind energy. In Brazil, despite all the favorable natural features in terms of solar availability and production of high quality silicon s possibilities, photovoltaics has an incipient participation in the energy matrix. The Agency National of Electric Energy (ANEEL), through the Resolution 482, sought to establish the general conditions and reduce existing regulatory barriers aimed at the expansion of this type of generation through the introduction of electric power compensation system (net metering). This study investigates the best time to invest in a project to establish a grid-connected photovoltaic system, from the perspective of the investor, applying the Theory of Real Options (TOR). The analysis was based on estimated cash flow throughout the life of the generating system and the project value was calculated considering that the investor could deploy it immediately or have the option of waiting for a more appropriate time. Traditional methods of investment appraisal as the Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR) and payback were used and real option theory (TOR) as well. From the analysis done in this study, it was concluded that, given the specific conditions of the proposed project, the best option would be held immediately the grid-connected photovoltaic system.

[pt] A perspectiva de queda nos preços dos sistemas fotovoltaicos e sistemas de armazenamento de energia elétrica em baterias trouxe a possibilidade de maior viabilidade econômica de projetos envolvendo recursos energéticos distribuídos. No Brasil, a Resolução Normativa 482/2012 regulamentou a micro e mini geração distribuída, estimulando, portanto, a integração desses recursos nas redes de distribuição. Com a promulgação da Lei brasileira 14.300/2022, os projetos de micro e mini geração distribuída foram impactados, uma vez que o sistema de compensação de energia elétrica passou a ser parcial, o que demanda agregar valor aos modelos de negócios baseados em geração distribuída. Este trabalho propõe um modelo de Programação Linear Inteira Mista estocástico com o objetivo de avaliar a viabilidade econômica de usinas virtuais compostas por diferentes configurações de recursos energéticos distribuídos, envolvendo baterias e painéis fotovoltaicos. Para atingir esse propósito, o modelo busca dimensionar o contrato de energia anual ótimo, fornecendo também a operação diária das baterias. Além de levar em consideração os aspectos da Lei 14.300/2022, o modelo incorpora a prática de arbitragem tarifária. Colaborando, assim, com estudos que analisam os impactos regulatórios sobre empreendimentos envolvendo baterias e painéis fotovoltaicos no contexto brasileiro. Com o intuito de abordar o tema de maneira ampla, o modelo proposto foi implementado para recursos energéticos distribuídos organizados como usina virtual, contendo: (i) um sistema fotovoltaico; (ii) um sistema de armazenamento de energia em baterias; (iii) um sistema híbrido (composto por um sistema fotovoltaico e um sistema de armazenamento de energia em baterias); e (iv) o estudo de caso da distribuidora de energia elétrica brasileira Energisa Tocantins. Em todas as aplicações, analisou-se a viabilidade econômica da usina virtual para as tarifas da Energisa Tocantins e outras 34 distribuidoras brasileiras, representando pelo menos uma distribuidora por estado brasileiro. Além disso, foram feitas comparações em relação à data de início de operação da usina virtual, evidenciando o impacto da Lei 14.300/2022 na viabilidade econômica das usinas virtuais analisadas, mostrando, assim, o impacto da referida lei nos projetos de geração distribuída no Brasil. No estudo de caso da distribuidora de energia elétrica brasileira Energisa Tocantins, foi realizada uma análise adicional contemplando aspectos da rede de distribuição da própria Energisa Tocantins, onde os recursos energéticos distribuídos estão alocados. Nessa análise adicional, foram avaliadas as perdas elétricas e seus custos, bem como o perfil de tensão para dois casos de operação das baterias e para o caso base, que seria o caso sem recursos energéticos distribuídos na rede de distribuição Energisa Tocantins. Os resultados evidenciaram que a implementação da Lei 14.300/2022 reduziu a atratividade de projetos envolvendo geração distribuída. No entanto, em sua maioria, considerando os parâmetros adotados deste estudo, esses projetos ainda se mostram viáveis economicamente. Levando em consideração as perdas elétricas e o perfil de tensão, a integração de recursos energéticos distribuídos na rede de distribuição pode trazer benefícios elétricos e redução de custos, dependendo da operação dos recursos energéticos distribuídos, demonstrando sua capacidade de fornecer serviços ancilares ao sistema elétrico. Além disso, os sistemas fotovoltaicos ainda apresentam maior competitividade se comparados com os sistemas híbridos ou os sistemas de armazenamento de energia em baterias, proporcionando retornos financeiros mais atrativos. Por fim, as diferentes amplitudes tarifárias influenciam diretamente na viabilidade de projetos de geração distribuída envolvendo sistemas de armazenamento de energia, já que quanto maior a amplitude tarifária, maior será a arbitragem tarifária que tais sistemas podem proporcionar. / [en] The prospect of declining prices in photovoltaic systems and battery energy storage systems has brought about the possibility of greater economic viability for projects involving distributed energy resources. In Brazil, Regulatory Resolution 482/2012 regulated micro and mini distributed generation, thereby encouraging the integration of these resources into distribution networks. With the enactment of Brazilian Law 14.300/2022, projects involving micro and mini distributed generation were impacted, as the net metering system for electricity became partial, demanding the addition of value to distributed generation-based business models. This work proposes a stochastic Mixed Integer Linear Programming model aimed at evaluating the economic feasibility of virtual power plants composed of different configurations of distributed energy resources, involving batteries and photovoltaic panels. To achieve this purpose, the model seeks to size the optimal annual energy contract, also providing the daily operation of the batteries. In addition to considering the aspects of Law 14.300/2022, the model incorporates tariff arbitrage practice, thus contributing to studies analyzing regulatory impacts on ventures involving batteries and photovoltaic panels in the Brazilian context. In order to comprehensively address the topic, the proposed model was implemented for distributed energy resources organized as virtual power plant, containing: (i) a photovoltaic system; (ii) a battery energy storage system; (iii) a hybrid system (composed of a photovoltaic system and a battery energy storage system); and (iv) the case study of the Brazilian electric utility Energisa Tocantins. In all applications, the economic viability of the virtual power plant was analyzed for the tariffs of Energisa Tocantins and 34 other Brazilian distributors, representing at least one distributor per Brazilian state. Additionally, comparisons were made regarding the start date of operation of the virtual power plant, highlighting the impact of Law 14.300/2022 on the economic viability of the analyzed virtual power plants, thus demonstrating the impact of said law on distributed generation projects in Brazil. In the case study of the Brazilian electric utility Energisa Tocantins, an additional analysis was conducted considering aspects of Energisa Tocantins distribution network, where distributed energy resources are allocated. In this additional analysis, electrical losses and their costs, as well as voltage profiles for two battery operation scenarios and the base case (i.e., the case without distributed energy resources in the Energisa Tocantins distribution network) were evaluated. The results showed that the implementation of Law 14.300/2022 reduced the attractiveness of projects involving distributed generation. However, for the most part, considering the parameters adopted in this study, these projects still demonstrate economic viability. Taking into account electrical losses and voltage profiles, the integration of distributed energy resources into the distribution network can bring electrical benefits and cost reductions, depending on the operation of the distributed energy resources, demonstrating their ability to provide ancillary services to the electrical system. Furthermore, photovoltaic systems still exhibit greater competitiveness when compared to hybrid systems or battery energy storage systems, providing more attractive financial returns. Finally, different tariff amplitudes directly influence the viability of distributed generation projects involving energy storage systems, as the greater the tariff amplitude, the greater the tariff arbitrage that such systems can provide.