CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS HÍBRIDOS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA E APLICAÇÕES EM SISTEMAS EÓLICOS FOTOVOLTAICOS

J. A. C. Siqueira; L. R. A. GABRIEL FILHO; F. L. Caneppele; O. J. Seraphim

doi:10.18011/bioeng2014v8n1p84-96

Autores

J. A. C. Siqueira
L. R. A. GABRIEL FILHO
F. L. Caneppele
O. J. Seraphim

DOI:

https://doi.org/10.18011/bioeng2014v8n1p84-96

Palavras-chave:

energias renováveis, confiabilidade da operação, dimensionamento do sistema, componentes de um sistema híbrido

Resumo

Um sistema híbrido é aquele que utiliza conjuntamente mais de uma fonte de energia para geração de energia elétrica, sendo que tal opção é feita de modo que uma fonte complemente a eventual falta da outra. Tais sistemas podem ser combinações de uma ou mais formas de geração, podendo ser usados sistemas eólicos, fotovoltaicos, diesel, hídricos, ou outros, sendo a opção do armazenamento energético não obrigatória. Dentre as fontes energéticas utilizadas pelos sistemas híbridos, as que mais se sobressaem são a solar e a eólica, ambas de caráter renovável. O sucesso de sua implantação depende diretamente da confiabilidade da operação ao fornecimento de energia e do custo da energia gerada. O objetivo deste trabalho foi apresentar diversas características de tais sistemas de geração de energia elétrica. Em relação ao dimensionamento do sistema, mostrou-se que é importante a análise de custos e formas de utilização do sistema, bem como fatores elétricos do sistema, tais como perda de carga e vida útil da bateria. Como forma de divulgação e especificação dos componentes de um sistema híbrido de geração de energia elétrica, foi eleito um sistema eólico fotovoltaico localizado na Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu, o qual possibilitou diversas pesquisas junto ao Núcleo de Energias Alternativas e Renováveis do Laboratório de Energização Rural do Departamento de Engenharia Rural da UNESP, Faculdade Ciências Agronômicas, Campus de Botucatu.

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Referências

ASHARI, M., NAYAR, C.V., An optimal dispatch strategy using set points for a photovoltaic (PV)-diesel-battery hybrid power system. Solar Energy, v.1, n. 66, p.1-9, 1999.

BARBOSA, C. F. O.; PINHO, J. T.; SILVA, E. J. P.; GALHARDO, M. A. B.; VALE, S. B.; MARANHÃO, W. M. A. Situação da geração elétrica através de sistemas híbridos no estado do Pará e perspectivas frente à universalização da energia elétrica. In: AGRENER 2004 - ENCONTRO DE ENERGIA NO MEIO RURAL, 5, 2004, Campinas. Anais...Campinas: NIPE/UNICAMP, 2004. 10p. CD-ROM.

BEYER, H. G., DEGNER, T., GABLER, H., Operational behaviour of wind diesel systems incorporating short-term storage: an analysis via simulation calculations. Solar Energy, v.6, n.54, 429-39, 1995.

BHATTI, T. S., AL-ADEMI, A. A. F., BANSAL, N. K., Load frequency control of isolated wind diesel hybrid power systems. Energy Conversion and Management. v.9, n.38, p.829-837, 1997.

CANEPPELE, F. L.; SERAPHIM, O. J.; GABRIEL FILHO, L. R. A.; CREMASCO, C. P.; SAVI, A. F. Gains obtained in hybrid systems of energy generation solar photovoltaic and wind power for rural electrification with the use of fuzzy logic controllers based. Scientific Journal Agricultural Engineering, v. 2, p. 35-44, 2013.

CASTEDO, S.; CORBUS, D.; FLOWERS, L.; HOLZ, R.; LEW, D.; MCALLISTER, A. Wind hybrid systems applications for rural electrification: the case study of Chile. In: 1996 EUWEC - EUROPEAN UNION WIND ENERGY CONFERENCE, 1996, Goteborg. Proceedings...Bedford: H.S. Stephens & Associates, 1996. 4p.

CHILDS, S. E.; SHERWIN, R. W.; REEVE, B.; Dynamic modeling of the Kotzebue wind diesel grid. In: 1996 EUWEC - EUROPEAN UNION WIND ENERGY CONFERENCE, 1996, Goteborg. Proceedings...Bedford: H.S. Stephens & Associates, 1996. 4p.

CHOI, S.S, LARKIN, R., Performance of an autonomous diesel-wind turbine power system. Electric Power System Research, n.33, p.87-99, 1995.

COPETTI, J.B., LORENZO, E., CHENLO, F., A general battery model for PV system simulation. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, n.1, p.283-92, 1993.

CUNHA, D.J., Análise da Viabilidade Técnico-Econômica de um Sistema de Geração Híbrido Eólico-Diesel para a Ilha de Algodoal. Belém, 1998, 94p. Master´s Dissertation in Electric Engineering, Universidade Federal do Pará.

ELHADIDY, M. A.; SHAAHID, S. M. Parametric study of hybrid (wind + solar + diesel) power generating systems. Renewable Energy, n.21, p.129-39, 2000.

FIORENTINO, J. J.; SERAPHIM, O. J. Análise da Eficiência de Módulos Fotovoltaicos Instalados em Condições Normais de Operação. Energia na Agricultura, Botucatu-SP, v. 20, n.3, p. 89-112, 2005.

GABRIEL FILHO, L. R. A.; GABRIEL FILHO, L. R. A.; VIAIS NETO, D. S.; CREMASCO, C. P.; SERAPHIM, O. J.; CANEPPELE, F. L. Mathematical analysis of maximum power generated by photovoltaic systems and fitting curves for standard test conditions. Engenharia Agrícola, v. 32, p. 650-662, 2012.

GABRIEL FILHO, L. R. A.; CREMASCO, C. P.; SERAPHIM, O. J.; CANEPPELE, F. L. Caracterização Analítica e Geométrica da metodologia Geral de determinação de Distribuições de Weibull para o Regime Eólico e suas Aplicações. Engenharia Agrícola, v. 31, p. 56-66, 2011.

GABRIEL FILHO, L. R. A.; CREMASCO, C. P.; SERAPHIM, O. J.;

SERAPHIM, O. J.; CAGNON, J. A. Análise do Comportamento da Bateria Utilizada em Sistemas Fotovoltaicos de Pequeno Porte. Energia na Agricultura, v. 26, p. 54-70, 2011.

GABRIEL FILHO, L. R. A.; CREMASCO, C. P.; SERAPHIM, O. J. Análise Diferencial da potência Máxima Gerada por um Sistema Solar Fotovoltaico. Energia na Agricultura, v. 25, p. 123-138, 2010.

GABRIEL FILHO, L. R. A.; SERAPHIM, O. J.; CREMASCO, C. P.; CANEPPELE, F. L. Metodologia da Determinação dos Parâmetros Característicos de Sistemas Eólicos de Geração de Energia. Revista Technologia, v. 9, p. 15-27, 2008.

GARCÍA, F. H. Análise Experimental e Simulação de Sistemas Híbridos Eólico-Fotovoltaicos. Porto Alegre, 2004.185p. Doctoral Thesis in Engineering. UFRGS.

GIACOMINI, A. T., Desenvolvimento de Programa Computacional para Simulação de Sistemas Híbridos, Utilizados em Energização Rural. Botucatu, 2002. 112p. Doctoral Thesis in Agronomy). UNESP/FCA.

HABIB, M.A., SAID, S.A.M. EL-HADIDY, M. A., AL-ZAHARNA, I. Optimization procedure of a hybrid photovoltaic wind energy system. Energy, v.24, n.11, p.919-29, 1999.

HANSEN, U., Technological options for power generation. The Energy Journal. v.2, n.19, p.63-87, 1998.

INFIELD, D. G.; LUNDSAGER, P. et al., Engineering design tools for wind diesel systems: presentation and validation of the logistic modelling package. In: 1993 ECWEC - EUROPEAN COMMUNITY WIND ENERGY CONFERENCE, 1993, Lübeck-Travemünde. Proceedings...Bedford: H. S. Stephens & Associates, 1993. 4p.

KARINIOTAKIS, G.; STAVRAKAKIS, G.; NOGARET E; BORDIER M. Advanced modelling and identification of autonomous wind-diesel power systems. Application on the French Island Désirade. In: 1993 ECWEC - EUROPEAN COMMUNITY WIND ENERGY CONFERENCE, 1993, Lübeck-Travemünde. Proceedings...Bedford: H.S. Stephens & Associates, 1993. 4p.

LADAKAKOS, P.D., ANDROUTSOS, A.I., PAPADOPOULOS, M.P., 1996. A probabilistic model for evaluating the performance of wind-diesel power systems. In: 1996 EUWEC - EUROPEAN UNION WIND ENERGY CONFERENCE, 1996, Goteborg. Proceedings...Bedford: H.S. Stephens & Associates, 1996. 4p.

MACÊDO, W. N. Estudo de sistemas de geração de eletricidade utilizando as energias solar fotovoltaica e eólica. Belém, 2002, 154p. Master´s Dissertation in Electric Engineering, Universidade Federal do Pará.

MANOLAKOS, D., PAPADAKIS, G., PAPANTONIS, D; KYRITSIS, S, A simulation-optimization programme for designing hybrid energy systems for supplying electricity and fresh water through desalination to remote areas case study: The Merssini village, Donoussa island, Aegean Sea, Greece. Energy, v.26, n.7, p.679-704, 2001.

MANWELL, J.F., MCGOWAN, J.G., A combined probabilistic/time series model for wind diesel systems simulation. Solar Energy, n.53, v.6, p.481-90, 1994.

MCGOWAN, J.G., MANWELL, J.F., Hybrid wind/pv/diesel system experiences. Renewable Energy, n.16, p.928-33, 1999.

MCGOWAN, J.G., MANWELL, J.F., AVELAR, C., Hybrid wind/pv/diesel hybrid power systems modeling and South American applications. Renewable Energy, v.1, p.836-847, 1996.

MOREIRA, C. A. M.; SERAPHIM, O. J.; GABRIEL FILHO, L. R. A. Sistema fotovoltaico monocristalino para bombeamento de água. Energia na Agricultura, v. 27, p. 31-47, 2012.

MORGAN, T. R.; MARSHALL, R. H.; BRINKWORTH, B. J. ARES – A refined simulation program for the sizing and optimization of autonomous hybrid energy systems. Solar Energy, v.59, n.4, p205-15, 1997.

PROTOGEROPOULOS, C.; MARSHALL, R. H.; BRINKWORTH, B. J. Sizing scenarios for stand alone hybrid photovoltaic/wind power systems and the effects on system autonomy with battery storage. In: 1993 ISES - SOLAR WORLD CONGRESS, 1993, Budapest. Proceedings...Budapest: ISES, 1993. 6p.

QUINLAN, P. J. A. Time series of modeling hybrid wind photovoltaic diesel power systems. Master's Dissertation, University of Wisconsin, Madison, USA, 1996.

ROSAS, P. A. C.; ESTANQUEIRO, A. I., Guia de Projeto Elétrico de Centrais Eólicas. Recife: CBEE, 2003. 62p.

SILVA, C. D. Avaliação do Potencial das Energias Solar e Eólica para Acionamento de Pequenos Sistemas de Bombeamento na Fazenda Lageado. Botucatu, 2000. 98p. Dissertação (mestrado em Agronomia). UNESP/FCA.

SIQUEIRA, J. A. C.; SERAPHIM, O. J. Comportamento da energia solar e eólica em um sistema híbrido de pequeno porte para energização rural. Energia na Agricultura, v. 22, p. 38-50, 2007.

SOUTHWEST WINDPOWER. Air-X: The New 400 Watt Turbine! - Owner´s Manual. USA: Southwest Windpower Inc, 2002. 48p.

UHLEN, K.; TOFTVAAG, T. Design and operating experience of a second generation wind-diesel system. In: 1996 EUWEC - EUROPEAN UNION WIND ENERGY CONFERENCE, 1996, Goteborg. Proceedings... Bedford: H.S. Stephens & Associates, 1996. 4p.

VALE, S. B., Monitoração e análise de um sistema híbrido eólico-diesel para geração de eletricidade". Belém, 2000, 107p. Dissertação (mestrado em Engenharia Elétrica). Universidade Federal do Pará.

WICHERT, B. PV-diesel hybrid energy systems for remote area power generation – A review of current practice and future developments. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.1, n.3, p.209-228,1997.