Publicado em 20 de julho de 2023 por Mecânica de Comunicação

Sistemas híbridos de energia produzem menos gases de efeito estufa

O Sistema Híbrido de Energia (SHE) é um sistema de geração de potência que combina duas ou mais fontes distintas de energia. O SHE apresenta maior confiabilidade e menor custo de geração do que aqueles que usam apenas uma fonte de energia. Adicionalmente, além de serem econômicos, consumem menos combustíveis fósseis e produzem menos gases do efeito estufa. Dentre as opções de sistemas híbridos, pode-se mencionar: 1) fotovoltaico-eólico; 2) fotovoltaico-diesel; 4) fotovoltaico-eólico-diesel; etc.

Os sistemas híbridos de energia foram inicialmente instalados na década de 1990, especialmente nas regiões Norte e Nordeste, e voltados para regiões isoladas como ilhas. No Nordeste foi instalado o primeiro sistema híbrido do país, na ilha de Fernando de Noronha (PE), em 1992, inicialmente com uma turbina eólica de 75 kW associada a geradores diesel já existentes. Em 2008 foi instalado outro sistema, desta vez nas ilhas dos lençóis, no arquipélago de Maiaú, Maranhão, consistindo de uma turbina de 22,5 kW, de um sistema fotovoltaico de 21 kWp e de um gerador diesel de 53 kW. No Norte, um sistema fotovoltaico/diesel entrou em funcionamento em 1996, na vila Campinas, no Amazonas. Em 1997, um sistema eólico/fotovoltaico foi instalado na vila de Joanes, no Pará; dentre outros, todos voltados para áreas isoladas.

O software HOMER tem sido o programa de simulação e otimização mais empregado no estudo de sistemas híbridos. Pesquisadores apresentaram um estudo com diferentes cenários de sistemas híbridos de energias renováveis para o arquipélago de Fernando de Noronha, Brasil. Os cenários foram construídos a partir de medições locais armazenados em bancos de dados, de dados reais dos equipamentos e o do programa de modelagem de sistemas híbridos HOMER. Nas simulações e modelagens, foram considerados a avaliação de diferentes tamanhos e quantidades de componentes e a variação na disponibilidade de recursos naturais (solar e eólico). Como resultado, encontrou-se um sistema híbrido com 67% de participação de energia renovável.

Na geração eólica, o potencial pode ser avaliado a partir da distribuição de Weibull de dois parâmetros. Esse é o modelo mais utilizado para expressar a distribuição de frequência de velocidades de vento e assim calcular a sua potência. Diversos pesquisadores ao redor do mundo a têm utilizado.

Em relação ao Nordeste Brasileiro, pesquisadores compararam a performance de cinco métodos numéricos com o desempenho do método de otimização por enxame de partículas (PSO) para calcular os parâmetros de distribuição de Weibull. Dados de vento foram obtidos para três torres instaladas a 80 m de altura, em três sítios diferentes localizados nos Estados do Piauí (Parnaíba), Ceará (Maracanaú) e Pernambuco (Petrolina). Os dados de vento foram obtidos no período de agosto de 2012 a julho de 2013, fevereiro de 2012 a janeiro de 2013 e maio de 2012 a março de 2013, respectivamente. O melhor desempenho entre todos os sítios foi obtido pelo método PSO, com uma correlação maior que 99% e um erro próximo de zero.

Em relação à radiação solar, a equação mais utilizada é a de Ångström-Prescott. Na utilização dessa equação, dois coeficientes precisam ser obtidos e são característicos da região estudada, além disso, são utilizados dados obtidos a partir de medições realizadas em pontos de coleta de dados, como os do INMET.

As informações acima foram extraídas da dissertação de mestrado Uma análise do potencial eólico e solar em duas regiões distintas: Estudo de caso para Gravatá-PE e Osório-RS, defendida por Wênio Fhará Alencar Borges, no Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Pernambuco, sob orientação do professor Alex Maurício Araújo.