Otimização de geração de plantas eólica e heliotérmica na região Nordeste do Brasil

Abstract

O principal objetivo deste trabalho é otimizar a produção combinada proveniente de recursos naturais eólicos e solares, aplicados à geração de energia através de parques eólicos e o uso da tecnologia heliotérmica (também chamada de CSP, do inglês Concentrated Solar Power). Para isso, cada planta geradora tem sua simulação individual, otimização e então a união dos resultados para estabalecer o que seria o fornecimento combinado com personalização do despacho do armazenamento térmico. O estudo foi realizado para um modelo de usina combinada de 100 MW de potência nominal, sendo 50 MW de CSP e 50 MW de eólico. A região de implementação foi limitada à região Nordeste do Brasil e as localidades para cada planta foram selecionadas com base no índice de correlação dos recursos naturais. A planta solar é na cidade de Petrolina, Pernambuco, e a planta eólica na cidade de Macau, Rio Grande do Norte. Após o tratamento inicial dos dados, a primeira simulação foi o modelo base para a otimização de alguns parâmetros técnicos. O perfil de velocidade para a planta eólica foi modelado conforme a lei de potência com classes de estabilidade (modelo diurno de radiação solar/delta-T e modelo noturno de Turner). Em relação aos resultados iniciais, a planta eólica apresentou aumento de 49,8% do fator de capacidade e redução de 42,6% no custo normalizado de energia. Já a planta heliotérmica obteve o melhor resultado com 14 horas de armazenamento térmico, resultando em um aumento de 71% no fator de capacidade e redução de 5,5% no custo normalizado de energia. A estratégia de despacho do armazenamento térmico na planta heliotérmica apresentou grande variação no uso da potência que a turbina pode produzir. Os resultados combinados mostraram pouca variação, atendendo a demanda proposta com sucesso.