Metodologia para análise da complementaridade entre energia solar e eólica em usinas híbridas.
Neste trabalho é apresentada uma metodologia para determinar a capacidade ótima de uma usina fotovoltaica (UFV) a ser integrada a uma usina eólica (EOL), maximizando a complementaridade entre as fontes e minimizando perdas por cortes ou redução de geração (curtailments). A metodologia proposta utili...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:localhost:riufcg/41605 |
| Acceso en línea: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/41605 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Usinas híbridas Energia fotovoltaica Energia eólica Análise energética Análise da realidade operacional – usinas híbridas Otimização da infraestrutura - usinas híbridas Fator de capacidade – usinas híbridas Hybrid power plants Photovoltaic energy Wind energy Energy analysis Analysis of operational reality – hybrid power plants Infrastructure optimization – hybrid power plants Capacity factor – hybrid power plants Engenharia Elétrica. |
| Sumario: | Neste trabalho é apresentada uma metodologia para determinar a capacidade ótima de uma usina fotovoltaica (UFV) a ser integrada a uma usina eólica (EOL), maximizando a complementaridade entre as fontes e minimizando perdas por cortes ou redução de geração (curtailments). A metodologia proposta utiliza dados reais de fator de capacidade de usinas solares e eólicas operacionais, disponibilizados pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), permitindo uma avaliação baseada em dados horários ao longo de um ano inteiro. Para desenvolver os tratamentos dos dados, foi utilizado o ambiente Python. Inicialmente, o pré processamento dos dados horários disponibilizados pelo ONS incluiu a limpeza, padronização e filtragem dos registros para assegurar a consistência e qualidade das informações. Em seguida, por meio da metodologia proposta, empregou-se o Método de Brent Modificado, um método de otimização que, sem depender de derivadas, permite determinar de forma precisa o valor da capacidade instalada fotovoltaica que minimiza os cortes de geração. Para a avaliação da acurácia e confiabilidade dos dados utilizados na metodologia, foram aplicadas métricas estatísticas, como o coeficiente de Pearson, MSE (Mean Squared Error), RMSE (Root Mean Square Error) e R². Essa estrutura metodológica possibilitou uma análise detalhada e embasada da realidade operacional das usinas híbridas estudadas, garantindo maior precisão na definição das condições ótimas de integração entre as fontes solar e eólica. Foram analisados dez pares de usinas híbridas, considerando métricas estatísticas para quantificar a complementaridade entre as fontes e definir o dimensionamento ótimo da UFV. Os resultados demonstraram que a hibridização pode aumentar significativamente o fator de capacidade das usinas, reduzindo a intermitência da geração e otimizando o uso da infraestrutura existente. Para determinadas configurações, foi possível dobrar a capacidade instalada da EOL sem que os cortes de geração ultrapassem 10%, tornando a hibridização viável do ponto de vista energético. Além disso, os resultados evidenciaram que pares de usinas com maior correlação negativa entre as fontes apresentaram melhor desempenho, reforçando a importância da seleção estratégica das usinas híbridas. A metodologia proposta pode ser aplicada no planejamento da expansão do setor elétrico, otimizando a alocação de recursos, a utilização da infraestrutura de transmissão, bem como ser utilizada para pesquisas futuras sobre viabilidade econômica, integração de armazenamento de energia e impactos regulatórios da geração híbrida. |
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