[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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:66777 |
| Date | 20 May 2024 |
| Creators | KARINA MOSQUEIRA VALENTE |
| Contributors | DELBERIS ARAUJO LIMA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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