Otimização da operação do sistema de armazenamento por baterias para usina solar Padre Furusawa

Bruna de Almeida Fernandes, Christian Jeremi Rodriguez Coronado, Eduardo Crestana Guardia

Resumo


O estudo proposto neste artigo tem como objetivo, o desenvolvimento de um programa de otimização com a finalidade de calcular a profundidade de descarga ideal para as baterias do sistema de armazenamento, que será implementado na Usina Solar Padre Furusawa. Baseado em otimização não linear e não inteira, o programa busca maximizar o Valor Presente Líquido (VPL) do projeto, considerando a vida útil das baterias e seu impacto financeiro no investimento. Os resultados obtidos com o sistema de otimização, validam a eficácia do método proposto, identificando uma profundidade de descarga ideal de 96,58%, que resulta em um VPL de R$539.802,21 e uma Taxa Interna de Retorno (TIR) de 13%. A estratégia adotada apresentou melhorias significativas no desempenho e na rentabilidade do sistema de armazenamento, confirmando a importância da otimização dos parâmetros de operação, para projetos de usinas solares fotovoltaicas. Com a implementação da profundidade de descarga otimizada, obteve-se um ganho de 4,61% no VPL, reforçando assim a viabilidade e o impacto positivo da abordagem proposta.

Texto completo:

10.29327/2405740.10.2-7

Referências


ASSIS, L. O.; RAMOS, E. P. P. S.; MENOS, R. S.; TRIVINO, P. G.; RIVERA; E. G.; SAINZ, H. S.; IBORRA, F. L.; RAMIREZ, L. M. F. Simplified model of battery energy-stored quasi-Z-source inverterbased photovoltaic power plant with Twofold energy management system. Energy Oxford. v. 244, p. 11, 2022.

BALOYI, T.; CHOWDHURY, S. Sizing and Selection of Battery Energy Storage System for Time of Use Arbitrage in a Commercial Building in South Africa. 2021 IEEE PES/IAS PowerAfrica. p. 1-5, 2021.

CANTÚ, V. Z.; OLIVEIRA, A. K. V.; BRAGA, M.; HOHMANN, M.; GOMES, A. M. F.; SANTOS, D. O.; RUTHER, R. Comparativo técnico entre bancos de baterias de primeira e segunda vida para aplicação On-grid de porte comercial. IX Congresso Brasileiro de Energia Solar. p. 1-9, 2022.

CEMIG. Valores de Tarifas e Serviços. Companhia Energética de Minas Gerais. Disponível em: www.cemig.com.br/ atendimento/valores-de-tarifas-e-servicos. Acesso em: 4 set. 2022.

EMAD, D.; EL-HAMEED, M. A.; EL-FERGANY, A. A. Optimal techno-economic design of hybrid PV/wind system comprising battery energy storage: Case study for a remote area. Energy Conversion and Management. v. 246, 2021.

FATHIMA, H.; PALANISAMY, K. Optimized Sizing, Selection, and Economic Analysis of Battery Energy Storage for Grid-Connected Wind-PV Hybrid System. Hindawi Publishing Corporation - Modelling and Simulation in Engineering. p. 1-16, 2015.

GREENER. Versão Premium: Estudo Estratégico do Mercado de Armazenamento de Energia no Brasil. São Paulo: GREENER, 2022.

INTERNATIONAL ENERGY ANGENCY – IEA. Electricity Market Report Update. Paris, 2023. P. 6. Disponível em: https://iea.blob.core.windows.net/assets/15172a8d-a515-42d7-88a4-edc27c3696d3/ElectricityMarketReport_Update2023.pdf>. Acesso em: 06 nov. 2023.

HLAL, M. I.; RAMACHANDARA, V. K.; SARHAN, A.; POURYEKTA, A.; SUBRAMANIAM, U. Optimum battery depth of discharge for off-grid solar PV/battery system. Journal of Energy Storage. v. 26, p. 1-9, 2019.

LI, S.; GU, G.; ZHAO, P.; CHENG, S. Adaptive energy management for hybrid power system considering fuel economy and battery longevity. Energy Conversion and Management. v. 235, p. 1-10, 2021.

LIU, C.; MA, H.; ZHANG, H.; SHI, X.; SHI, F. A MILP-Based battery degradation model for economic scheduling of power system. IEEE Transactions on Sustainable Energy. v. 14, p. 1000-1009, 2023.

SI, R.; WANG, R.; ZHANG, S.; ZHOU, W.; LIN, A.; ZENG, G. Configuration optimization and energy management of hybrid energy system for marine using quantum computing. Energy Oxford. v. 253, p. 15, 2022.

SILVA, T. C. Estudo da implantação de uma miniusina solar fotovoltaica na UNIFEI: aspectos técnicos, econômicos e exergéticos. 2021. 220 f. (Doutorado em Mecânica) - Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI, Itajubá, Minas Gerais.

SHAHJALAL, M.; ROY, P. K.; SHAMS, T.; FLY, A.; CHOWDHURRY, J. I.; AHMED, M. R.; LIU, K. A review on second-life of Li-ion batteries: prospects, challenges, and issues. Energy Oxford. v. 241, p. 19, 2022.

SWATHIKA, O. V. G.; PRAVEESH, Y.; THUDUWAGE, T. D. A. V.; WEESINGHE, W. M. P.; HEMAPALA, K. T. M. U.; JEEWANDARA, J. M. D. S. Techno-Economic Analysis on Grid Connected Solar Photovoltaic System with Battery Energy Storage for Domestic and Bulk Customers in Sri Lanka. 2022 IEEE 2nd International Symposium on Sustainable Energy, Signal Processing and Cyber Security (iSSSC). p. 1-5, 2023.

TRI-SERVICE ELECTRICAL WORKING GROUP (TSEWG). TSEWG TP-4: Stationary Battery and Charger Sizing. 2008.

VALERIO, V. E. M. Proposta para Dimensionamento ótimo de miniusinas fotovoltaicas no contexto da geração distribuída. 2018. 137 f. (Doutorado em Engenharia de Produção) - Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI, Itajubá, Minas Gerais.

VELIZ, M. T.; KAMEL, S.; AYMEN, F.; JURADO, F. A novel hybrid lexicographic-IGDT methodology for robust multi-objective solution of home energy management systems. Energy Oxford. v. 253, p. 13, 2022.

XIE, S.; HU, X.; QI, S.; TANG, X.; LANG, K.; XIN, Z.; BRIGHTON, J. Model predictive energy management for plug-in hybrid electric vehicles considering optimal battery depth of discharge. Energy Oxford. v. 173, p. 667-678, 2019.

XIE, S.; HU, X.; ZHANG, Q.; LIN, X.; MU, B.; JI, H. Aging-aware co-optimization of battery size, depth of discharge, and energy management for plug-in hybrid electric vehicles. Journal of Power Sources. v. 450, p. 1-11, 2020.

ZHOU, S.; HANA, Y.; MAHMOUD, K.; DARWISH, M. M.; LEHTONEN, M.; YANG, P.; ZALHARF, A. S. A novel unified planning model for distributed generation and electric vehicle charging station considering multi-uncertainties and battery degradation. Applied Energy. v. 348, p. 1-8, 2023.


Apontamentos

  • Não há apontamentos.


 

 

Logo NUPINÚCLEO DE PESQUISA INSTITUCIONAL Logo NUPI

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ITAJUBÁ - FEPI

Av. Dr. Antônio Braga Filho 687 - Varginha - Itajubá - CEP – 37501-002 
Tel.(35) 3629-8400

Revista Científic@ Universitas - ISSN Eletrônico: 2175-4020