Dimensionamento e Análise de Sistema Eólico-Fotovoltaico Integrado por Regulador Eletromagnético de Frequência Aplicado à Dessalinização por Osmose Reversa
Sistema híbrido de energia. Energia eólica. Energia fotovoltaica. Regulador Eletromagnético de Frequência. Dessalinização. Osmose reversa
A escassez de água potável, os desafios para agricultura e uso do solo justificam a implantação de medidas que promovam o fornecimento de água dessalinizada no semiárido nordestino. Este trabalho apresenta uma proposta de configuração de sistema híbrido de geração de energia, integrando turbina eólica e geração fotovoltaica, acoplado à bomba principal de um sistema de dessalinização de osmose reversa por meio do regulador eletromagnético de frequência (REF). O projeto é composto de armazenamento eletroquímico (BESS, do inglês Battery Energy Storage System) para minimizar o descasamento temporal entre a geração e a carga, garantir a confiabilidade e a velocidade constante no eixo da bomba entregue pelo REF. O dimensionamento do sistema é realizado em duas fases de simulação horária, uma idealizada, com capacidade do BESS irrestrita para identificação do maior período de déficit contínuo; e outra realista, considerando os limites físicos do armazenamento. A confiabilidade é analisada pela fração de atendimento da carga, definida como o complemento da probabilidade de perda de suprimento de energia (LPSP, do inglês Loss of Power Supply Probability). Os valores presentes dos custos e a parcela do custo nivelado da água (LCOW, do inglês Levelized Cost of Water) referente à energia compõem os indicadores de desempenho nas simulações desenvolvidas. Os recursos climáticos de cinco localidades do Rio Grande do Norte, bem como a análise de sensibilidade dos parâmetros de custos, foram aplicados neste trabalho, conferindo robustez à metodologia. Dentre muitos resultados, pode-se citar o impacto da inserção da geração eólica nos custos da energia por unidade de volume. Considerando uma mesma redução de déficit, da ordem de 302,22 kWh/ano, a contribuição da energia eólica resultou em um acréscimo de R$ 0,12/m³ (+2,4%), enquanto o redimensionamento do BESS resultou em R$ 0,99/m³ (+19,8%). Exigindo, ainda, uma necessidade de incremento 16 vezes menor na capacidade do BESS em relação à configuração sem potência eólica. Outro aspecto observado foi a tolerância à penetração da geração eólica na localidade de Caicó, em aproximadamente 2 vezes maior em relação à localidade de Macau, ao mesmo tempo em que obteve os menores valores de déficits anuais e custos energéticos, respectivamente, R$ 4,84/m³ e 1.583,56 kWh/ano. Em vista disso, é possível afirmar que os resultados indicam que o REF, na configuração proposta, apresenta potencial como alternativa energética para sistemas de dessalinização, em aplicações nas quais a disponibilidade de recursos renováveis seja fator determinante, podendo subsidiar a priorização de investimentos no âmbito de programas sociais.