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Type: Dissertação
Title: Dimensionamento de um sistema híbrido eólico-fotovoltaico com armazenamento em baterias e/ou hidrogênio para bombeamento de água
Title in English: Sizing a wind-photovoltaic hybrid system with battery and/or hydrogen storage for water pumping
Authors: Cruz, Igor Souza
Advisor: Carvalho, Paulo Cesar Marques de
Keywords in Brazilian Portuguese : Sistemas de energia híbrido;Hidrogênio verde;Sistemas fotovoltaicos;Energia eólica
Keywords in English : Hybrid power systems;Green hydrogen;Photovoltaic systems;Wind power
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Issue Date: 2023
Citation: CRUZ, Igor Souza. Dimensionamento de um sistema híbrido eólico-fotovoltaico com armazenamento em baterias e/ou hidrogênio para bombeamento de água. 2023. 83 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: O presente estudo teve como objetivo o dimensionamento ótimo de um sistema híbrido solar-eólico, com armazenamento em baterias e/ou hidrogênio, para o bombeamento de água. Dois casos distintos foram considerados, sendo ambas estações elevatórias, uma na região metropolitana de Fortaleza, com uma demanda diária de 3.716 kWh e outra em Pacatuba com uma demanda diária de 81.758 kWh. O estado da arte identificou o potencial de sistemas híbridos de geração e suas possibilidades de aplicação, principalmente relacionadas ao bombeamento de água. A metodologia empregada incluiu a simulação dos sistemas híbridos em diferentes cenários de demanda de bombeamento, utilizando o software HOMER Pro. Adicionalmente, foram analisadas a influência da intermitência eólica e solar. Bem como, a influência do armazenamento na confiabilidade da planta. Por fim, o estudo buscou identificar o melhor cenário técnico-financeiro para a planta híbrida destinada ao bombeamento de água. Os resultados obtidos indicam que, para ambas as localidades estudadas, o sistema ideal é composto por geração híbrida solar-eólica com armazenamento em baterias, composta por módulos fotovoltaicos, aerogeradores, baterias de lítio e inversores. Enquanto, que o hidrogênio verde como armazenamento secundário não apresentou a melhor solução financeira. Os custos ótimos encontrados por quilowatt-hora (kWh) foram de 1,32 US$/kWh para a EEA Bairro Aldeota e 1,95 US$/kWh para a ETA Gavião.
Abstract: The present study aimed at optimizing the sizing of a hybrid solar-wind system with battery and/or hydrogen storage for water pumping. Two distinct cases were considered, both being pumping stations, one in the metropolitan region of Fortaleza, with a daily demand of 3716 kWh, and another in Pacatuba with a daily demand of 81758 kWh. The state of the art identified the potential of hybrid generation systems and their application possibilities, mainly related to water pumping. The methodology employed included the simulation the hybrid systems in different pumping demand scenarios using HOMER Pro software. Additionally, the influence of wind and solar intermittency was analyzed, as well as the impact of storage on plant reliability. Finally, the study aimed to identify the best technical and financial scenario for the hybrid plant designed for water pumping. The results indicated that, for both studied locations, the optimal system consisted of a hybrid solar-wind generation with battery storage, composed of photovoltaic modules, wind turbines, lithium batteries, and inverters. Meanwhile, green hydrogen as secondary storage did not provide the best financial solution. The optimal costs found per kilowatt-hour (kWh) were 1.32 US$/kWh for EEA Bairro Aldeota and 1.95 US$/kWh for ETA Gavião.
Description in Brazilian Portuguese: Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77931
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5687-4933
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4522720467332531
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0935409654079900
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DEME - Dissertações defendidas na UFC

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