Author(s): Marques, Paula Cristina dos Anjos
Date: 2016
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/27960
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Subject(s): Energia fotovoltaica; Energia eólica; Sistemas de armazenamento; Baterias; Teses de mestrado - 2016; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia do Ambiente
Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016
As fontes de energia renovável têm ganho mais relevo a nível ambiental e económico, levando ao aumento da independência dos países com o exterior. Contudo, a integração de energias renováveis em elevada escala levanta alguns problemas, uma vez que as mesmas podem ser muito variáveis no tempo como a eólica ou podem ter produções com perfil diário como a fotovoltaica. De forma a ultrapassar estes problemas, e de forma a criar uma maior estabilidade e segurança na rede, tem-se utilizado e estudado formas de poder armazenar a energia em excesso para utilização em períodos de maior necessidade, nomeadamente em baterias. Com a realização desta dissertação pretende-se criar e analisar vários cenários de produção-consumo de carácter renovável, para um contexto com perfil industrial, e com recurso a um software de modelação MatLab, num local já definido – Gunma, Ota, Japão. São analisados dados reais de produção fotovoltaica e consumos do local tal como a estimativa de produção eólica. Pretendeu-se assim analisar cenários diferentes para tentar perceber se é possível suprir todos os consumos com as energias renováveis consideradas: fotovoltaica e eólica, com e sem auxílio de sistemas de armazenamento. De forma a facilitar a análise, selecionaram-se quatro semanas de estudo ao longo do ano: julho, fevereiro, março e novembro. Os resultados demonstraram que para um cenário em que existe apenas energia eólica e fotovoltaica, cenário 1, os consumos não conseguem ser supridos a cada instante sendo o cenário inviável. Os resultados demonstram que a utilização de sistemas de armazenamento de forma a suprir os consumos a cada instante é inevitável, tendo-se efetuado o sub-cenário 1.A – adição de baterias. O cenário 1.A mostrou-se viável conseguindo-se suprir todos os consumos, havendo uma necessidade máxima de 109MWh de energia, perfazendo um total de 3 baterias, cada uma de 10MW de potência, com uma capacidade de 50MWh.
Renewable energy sources have gained more environmental and economic, importance, leading to an increased energetic independence of the countries. However, the integration of renewable energy in a large scale raises some problems, since they can be highly variable in time, such as wind energy, or may have daily profiles, such as solar energy. In order to overcome these problems and to create a more stable and secure network, the storage of energy of excess energy has been studied and progressively applied. This dissertation aimed to create and analyse different scenarios of production-consumption with renewable sources, in an industrial context, by using the modeling software MatLab, for a specific location: Gunma, Ota, Japan. Actual data of solar production and local consumption, as the estimation of wind, are analyzed. Different scenarios were created and studied to understand if it was possible to supply all consumption with the considered renewables: solar and wind energy, with and without the aid of storage systems. For the sake of simplicity, four weeks throughout the year were selected in the present study: July, February, March and November. The results show that for a scenario where only solar and wind energy is present, scenario 1, the consumption cannot be supplied at every moment, making the scenario unfeasible. The results show that in order to supply the consumption at each moment the use of storage systems is inevitable, suggesting one sub-scenarios: 1.A - addition of batteries. The scenario 1.A proved to be viable, achieving all the consumption, with a maximum need of 109MWh of energy, making a total of 3 batteries of 10MW each, with a capacity of 50MWh.
