| 1. Identificação | ||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | |||||||||
| Site | mtc-m21c.sid.inpe.br | |||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | |||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34R/44M4UNB | |||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21c/2021/05.13.18.24 | |||||||||
| Última Atualização | 2021:09.20.20.11.39 (UTC) simone | |||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21c/2021/05.13.18.24.31 | |||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2022:04.03.22.30.16 (UTC) administrator | |||||||||
| Chave Secundária | INPE- 18457-TDI/3106 | |||||||||
| Chave de Citação | Gonçalves:2021:HiUsSo | |||||||||
| Título | Hibridização de usinas solares e eólicas e sua complementariedade no Brasil  | |||||||||
| Título Alternativo | ybridization of wind and solar power plants and their complementarity in Brazil | |||||||||
| Curso | CST-CST-DIPGR-INPE-MCTI-GOV-BR | |||||||||
| Ano | 2021 | |||||||||
| Data | 2021-05-21 | |||||||||
| Data de Acesso | 20 maio 2024 | |||||||||
| Tipo da Tese | Tese (Doutorado em Ciência do Sistema Terrestre) | |||||||||
| Tipo Secundário | TDI | |||||||||
| Número de Páginas | 143 | |||||||||
| Número de Arquivos | 1 | |||||||||
| Tamanho | 11595 KiB | |||||||||
| 2. Contextualização | ||||||||||
| Autor | Gonçalves, André Rodrigues | |||||||||
| Banca | Alves, Lincoln Muniz (presidente) Pereira, Enio Bueno (orientador) Martins, Fernando Ramos (orientador) Assireu, Arcilan Trevenzoli Pes, Marcelo Pizzuti Rüther, Ricardo | |||||||||
| Endereço de e-Mail | andre.goncalves@inpe.br | |||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | |||||||||
| Cidade | São José dos Campos | |||||||||
| Histórico (UTC) | 2021-05-13 18:43:18 :: andre.goncalves@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2021-05-14 18:31:32 :: pubtc@inpe.br -> andre.goncalves@inpe.br :: 2021-07-12 16:35:18 :: andre.goncalves@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2021-07-12 18:29:57 :: pubtc@inpe.br -> andre.goncalves@inpe.br :: 2021-07-14 13:21:57 :: andre.goncalves@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2021-07-15 12:13:11 :: pubtc@inpe.br -> andre.goncalves@inpe.br :: 2021-07-15 14:20:00 :: andre.goncalves@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2021-12-03 20:26:42 :: pubtc@inpe.br -> simone :: 2021-12-03 20:27:19 :: simone :: -> 2021 2021-12-03 20:27:20 :: simone -> administrator :: 2021 2022-04-03 22:30:16 :: administrator -> :: 2021 | |||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | ||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | |||||||||
| Estágio do Conteúdo | concluido | |||||||||
| Transferível | 1 | |||||||||
| Palavras-Chave | energia solar energia eólica climatologia planejamento energia renovável solar energy wind energy climatology planning renewable energy | |||||||||
| Resumo | O fornecimento de energia no Brasil está se tornando dependente de novas variáveis climáticas com o aumento da participação das fontes solar e eólica. Uma das soluções mais promissoras para reduzir a intermitência da geração de eletricidade a nível local é a hibridização de duas ou mais fontes de energia em uma única usina, fornecendo serviços ancilares para estabilidade da rede. Embora a energia eólica já responda pela segunda maior parcela da matriz elétrica brasileira, a energia solar está crescendo duas vezes mais rápido nos últimos anos, podendo superar a capacidade instalada eólica na próxima década. As diferentes configurações de plantas híbridas para energia solar, eólica e hidráulica são o foco deste estudo, uma vez que a energia hidrelétrica é a espinha dorsal do setor elétrico brasileiro. Uma ampla revisão sobre planejamento energético, variabilidade climática e energias renováveis variáveis (ERVs) é apresentada, com foco em sistemas híbridos de energia para o Brasil. Dois estudos de caso são delineados, um para sistemas híbridos eólico-solares e outro para sistemas híbridos hidro-solares, ambos focados em aspectos meteorológicos da complementaridade energética. No primeiro estudo foram utilizados dados de 14 anos de irradiância solar e de vento medidos nas estações radiométricas e anemométricas co-localizadas de Petrolina (PTR) e São Martinho da Serra (SMS), oriundos do projeto SONDA. Esses locais representam dois dos principais domínios climáticos para expansão de ERVs no Brasil. Avaliou-se o nível de complementaridade para uma planta híbrida hipotética buscando uma fração solar ótima (SF) por meio de métricas de estabilidade de geração de energia para escalas de tempo horárias, diárias e mensais. A fração solar ótima depende das escalas de tempo de interesse, variando de 0,3, para máxima estabilidade horária a 0,9 para maior estabilidade diária, variando entre os locais. Padrões de complementaridade importantes foram descritos em escalas horárias e sazonais. A mitigação de eventos extremos também foi investigada. Para todos os critérios avaliados, a hibridização trouxe ganhos de confiabilidade no suprimento potência relativo, confirmando a relevância de uma avaliação detalhada da geração híbrida devido ao acoplamento temporal das séries. O segundo estudo investigou os efeitos da brisa lacustre na nebulosidade sobre áreas alagadas de usinas hidrelétricas. A maioria das usinas hidrelétricas brasileiras possui grandes reservatórios de água que podem induzir mudanças significativas no microclima local. Identificou-se o mecanismo de brisa predominante em um reservatório hidrelétrico brasileiro em região tropical. Imagens visíveis do satélite GOES-16 e medições locais coletadas pelo INMET e INPE forneceram dados para a análise estatística. O aumento da irradiância solar sobre a superfície da água foi comparado à áreas continentais ao redor do reservatório. Os resultados indicaram que a nebulosidade média diária aumenta à medida que nos afastamos do reservatório em qualquer uma das direções cardeais. Essa diferença chega a 8% durante o outono (MAM) e a primavera (SON). Consequentemente, o aumento da irradiância média na superfície da água em comparação com as áreas externas foi de 1,73% Estes resultados sugerem que as usinas fotovoltaicas flutuantes podem experimentar ganhos relevantes de irradiância solar devido ao mecanismo de brisa predominante em grandes reservatórios hidrelétricos em regiões tropicais brasileiras. Outros fatores que afetam a produtividade destas usinas devem ser combinados para se estimar os ganhos globais destes sistemas. Espera-se que os resultados deste trabalho constituam mais uma fonte de informações a dar suporte ao planejamento da expansão do sistemas híbridos de energia no pais. ABSTRACT: Energy systems are becoming more dependent on new climate variables in Brazil due to increasing wind and solar power share. One of the most promising solutions for ensuring reliability of electricity supply, reducing costs and optimizing the grid is the hybridization of two or more power sources in a single generation plant, providing ancillary services for grid stability. Although wind responds currently for the second highest share of brazilian electricity mix, solar power is growing twice faster in recent years, probably overcoming wind in the next decade. The various hybridization sets for solar, wind and hydropower are the focus of this study since hydropower is the backbone of the Brazilian electricity sector. A broad review on energy planning, climate variability and variable renewable energy (VRE) is introduced, focusing on hybrid energy systems for Brazil. Two case studies are outlined, one for wind-solar and other for hydro-solar hybrid systens, both focused on meteorological aspects of power complementarity. The first case used 14 years of solar irradiance and wind data, measured at the Petrolina (PTR) and São Martinho da Serra (SMS) co-located radiometric/anemometric stations from the SONDA project. These locations represent two of the main climatological domains for VRE expansion in Brazil. The complementarity level for a hypothetical hybrid plant was quantified seeking for an optimal solar fraction (SF). This was done through power generation stability metrics developed for hourly, daily and monthly time scales. Results show that optimum share of solar to wind mix depends on time scales of interest, varying from a SF of 0.3, for maximum hourly stability, to 0.9 for maximum daily stability, ranging among locations. Hourly and seasonal scales revealed important complementarity patterns. Further investigation comprised mitigation of extreme events. For all the criteria, some level of hybridization brought value to power reliability, confirming the relevance of a detailed coupled power assessment due to wind and solar temporal dependency. The second case study investigated the effects of lake breeze on cloudiness over flooded areas of hydroelectric dams. Most Brazilian hydropower plants have large water reservoirs that may induce significant changes in the local environment. A prevailing breeze mechanism in a Brazilian tropical hydropower reservoir is identified. GOES-16 satellite visible imagery, and ground measurement sites operated by INMET and INPE provided data for the statistical analysis. The solar irradiance enhancement over the water surface was compared to the border and dry land areas surrounding the reservoir. The results pointed out that the daily average cloudiness increases as we move away from the reservoir in any of the four cardinal directions. This difference reaches 8% during autumn (MAM) and spring (SON). Consequently, the irradiance enhancement at the water surface compared to external areas was around 1.73% for daily average. Our results suggest that floating solar PV power plants may experience enhanced irradiance due to prevailing breeze mechanism in large tropical reservoirs in Brazil. Other factors that affect plant productivity should be combined to evaluate system overall performance. The abovementioned results may provide valuable information for hybrid energy systems planning in Brazil. | |||||||||
| Área | CST | |||||||||
| Arranjo 1 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > CST > Hibridização de usinas... | |||||||||
| Arranjo 2 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção a partir de 2021 > CGCT > Hibridização de usinas... | |||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | |||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
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| Conteúdo da Pasta agreement |
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| 4. Condições de acesso e uso | ||||||||||
| URL dos dados | http://mtc-m21c.sid.inpe.br/ibi/8JMKD3MGP3W34R/44M4UNB | |||||||||
| URL dos dados zipados | http://mtc-m21c.sid.inpe.br/zip/8JMKD3MGP3W34R/44M4UNB | |||||||||
| Idioma | pt | |||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | |||||||||
| Grupo de Usuários | andre.goncalves@inpe.br pubtc@inpe.br simone | |||||||||
| Visibilidade | shown | |||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 | |||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | |||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | |||||||||
| 5. Fontes relacionadas | ||||||||||
| Repositório Espelho | urlib.net/www/2017/11.22.19.04.03 | |||||||||
| Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/449U4PL 8JMKD3MGPCW/46KUATE | |||||||||
| Lista de Itens Citando | sid.inpe.br/bibdigital/2021/03.06.05.18 2 | |||||||||
| Acervo Hospedeiro | urlib.net/www/2017/11.22.19.04 | |||||||||
| 6. Notas | ||||||||||
| Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype | |||||||||