SANTOS, N. Q. Ceará e a tendência de uma matriz energética com geração predominantemente eólio-elétrica. 2015. 144 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-10T18:53:42Z
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Previous issue date: 2015-09-29 / Given the current scenery in Brazil, the replacement of the traditional hydrothermal-based power generation model for a hydro/wind-based one is very promising. It is worth to mention that the Brazilian power system has been based on hydropower generation for decades, but the energy matrix was gradually supplemented by the addition of thermal sources derived from fossil fuels. Recently, renewable energy sources such as biomass, solar, and wind have also been included. Within this context, the participation of the wind power has become significant since 2005, while the state of Ceará has shown great potential for the exploitation of such energy resource. In order to support the integration of the wind power to Ceará energy matrix, the profiles of capacity factors are evaluated in this work aiming at energy planning regarding wind farms. Considering the wind farms currently in operation, it can be stated that the hourly average wind speed for the analyzed period is 8.54 m/s for the database among the years 2012 and 2014. The Rayleigh and Weibull distribution functions also allow comparing the capacity factors obtained in simulation tests and actual data for the period between 2009 and 2014, involving 35 wind farms, defined according to the ONS grid procedures. Besides, it is possible to effectively compare the actual capacity factors with the predicted ones. The average capacity factor, which has been determined empirically in operating plants, is 39.9%, while the value corresponding to the distribution function curves, the FCavg, is 48%. Thus, the replacement of the current hydrothermal generation model for a hydro-wind-power-based one, in some regions of Brazil, is viable and of great importance within the current scenery of water reserves. The study also reveals that wind farms now account for 23.7% of the load demand in the state of Ceará, which is currently equal to 2 GWp. It is then possible to increase its contribution to 40%, thus increasing the installed capacity by 12.3%. In other words, it implies increasing the installed power from 1.1 GW to 2 GW, while the average capacity factor of 475 MWavg per year is increased to 800 MWavg, with the consequent diversification of Ceará energy matrix. This difference is estimated at 325 MWavg, which corresponds to more than 30 wind farms rated at 30 MW each / Diante do cenário atual, a substituição do tradicional modelo de geração hidrotérmico para hidroeólioelétrico no Brasil é bastante promissor. Deve-se ressaltar que o sistema elétrico brasileiro tem se baseado, há décadas, na geração hidráulica auxiliada por fontes térmicas oriundas de combustíveis fósseis. Recentemente, fontes de energia renovável como a de biomassa, a solar e a eólica vêm também sendo utilizadas. A participação das fontes eólicas tem sido significante desde 2005, tendo o Estado do Ceará demonstrado grande potencial para exploração desse recurso. Para amparar essa inserção na matriz energética cearense, os perfis dos fatores de capacidades são avaliados, neste trabalho, visando o planejamento de produção de energia elétrica nos parques eólicos. Para os parques eólicos em operação, constata-se que a velocidade média horária dos ventos ao longo do período analisado é de 8,54 m/s, conforme base de dados analisada entre 2012 e 2014. As funções de probabilidade de Rayleigh e Weibull permitiram também comparar os fatores de capacidade encontrados na simulação com os dados verificados, entre os anos 2009 e 2014, em 35 plantas eólicas enquadradas, conforme procedimento de rede do ONS, com o objetivo de avaliar a variação desse indicador. Além disso, é possível analisar comparativamente o valor real dos fatores de capacidade em função dos valores planejados. O fator de capacidade médio, determinado empiricamente, nas plantas em operação é 39,9%, sendo que o valor correspondente às curvas de distribuição de probabilidade da velocidade do vento, o FC médio, é 48%. Dessa forma, conclui-se que a alteração do modelo hidrotérmico para hidroeólicoelétrico para algumas regiões do Brasil é viável e de significativa importância, tendo em vista os cenários atu-ais de nossa reserva hídrica. O estudo ainda permite constatar que os parques eólicos atualmente representam 23,7% de participação da demanda de carga no Estado do Ceará, que corresponde atualmente a 2 GWp. Assim, é perfeitamente possível se alterar a participação para 40%, aumentando-se em 12,3% a capacidade instalada no Estado. Em outros termos, isso significa aumentar a atual participação de 1,1 GW para 2 GW de potência instalada, sendo que o fator de capacidade médio de 475 MW médios ao ano passaria a ser de 800 MW médio, o que permitiria a maior diversificação da matriz energética cearense. Essa diferença é estimada em 325 MW médios, o que corresponde a mais 30 parques eólicos de 30 MW cada.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/14586 |
| Date | 29 September 2015 |
| Creators | Santos, Nicorray de Queiroz |
| Contributors | Antunes, Fernando Luiz Marcelo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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