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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/66156| Type: | Tese |
| Title: | Metodologia de dimensionamento de plantas fotovoltáicas flutuantes em açudes do semiárido |
| Authors: | Reges, Jonas Platini |
| Advisor: | Carvalho, Paulo Cesar Marques de |
| Keywords: | Tecnologia fotovoltaica flutuante;Açude;Semiárido;Curva de permanência |
| Issue Date: | 18-Apr-2022 |
| Citation: | REGES, J. P. Metodologia de dimensionamento de plantas fotovoltáicas flutuantes em açudes do semiárido. 2022. 88 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | A inserção de plantas Fotovoltaicas Flutuantes (FVF) em açudes de regiões semiáridas pode apresentar como vantagens a redução da evaporação da água dos reservatórios, o aumento na eficiência da geração de eletricidade devido ao arrefecimento proporcionado pelo meio aquático e a redução da competitividade pelo uso de terras. A partir destas hipóteses e utilizando as características específicas de cada reservatório, o objetivo principal é propor uma metodologia para dimensionamento de plantas FVF em açudes de regiões semiáridas utilizando a Curva de Permanência (CP) do reservatório. A metodologia é dividida em cinco etapas: Obtenção de dados históricos de açudes em uma região semiárida (no caso, o semiárido brasileiro e australiano); construção das CP referentes à área inundada dos açudes; escolha dos níveis de confiabilidade e verificação das condições limites para determinação da área da planta FVF; cálculo da capacidade instalada da planta FVF e produção diária de eletricidade usando os valores diários de produtividade Fotovoltaica (FV) local; e cálculo da taxa de evaporação estimada diária e a redução de evaporação associada de cada açude. A metodologia inova por focar no uso de reservatórios em áreas semiáridas do mundo, usualmente caracterizados por apresentarem elevada variabilidade do nível da água armazenada. Os estudos de caso aplicados para açudes do semiárido brasileiro (Nova Floresta, Thomás Osterne, Forquilha, Pentecoste e Orós) e australiano (Rifle Creek, Tailings Dam, Lake Moogerah, Lake Awoong e Yarra Yarra Lakes) consideram dois cenários para a produção de energia elétrica: o cenário 1 com 90% de confiabilidade e o cenário 2 com 70% de confiabilidade. Para cada cenário são adotados dois módulos, 245 Wp e 275 Wp. O somatório da geração anual de eletricidade das plantas FVF dos açudes brasileiros estudados pode chegar a 5.874 GWh e 14.745 GWh, com uma potencial redução da evaporação máxima de 62 hm3 e 157 hm3, respectivamente. O somatório da geração anual de eletricidade das plantas FVF dos açudes australianos estudados pode chegar a 6.053 GWh e 14.334 GWh, para os cenários 1 e 2, respectivamente. |
| Abstract: | The introduction of Floating Photovoltaic (FPV) plants in reservoirs in semi-arid regions can have the following advantages: reducing water evaporation from reservoirs, increasing the efficiency of electricity power generation due to the cooling provided by the aquatic environment, and reducing competition land use. Based on this hypotheses and by benefiting from the specific characteristics of each reservoir, a new methodology for sizing FPV plants in dams in semi-arid regions by using the duration curve of the reservoir is proposed hereby. The methodology is divided into five steps: Obtaining historical data on dams in a semi-arid region (in this case, the Brazilian and Australian semi-arid regions); construction of the duration curve referring to the flooded area of the dams; choice of reliability levels and verification of boundary conditions to determine the FPV plant area; calculation of the installed capacity of the FPV plant and daily electricity production using the daily values of local photovoltaic productivity; and calculation of the estimated daily evaporation rate and associated evaporation reduction from each weir. The methodology is innovates as it focusing on the use of reservoirs in semi-arid areas around the world, usually characterized by high variability in the level of stored water, consequently altering the flooded area. The case studies applied to reservoirs in the Brazilian semi-arid region (Nova Floresta, Thomás Osterne, Forquilha, Pentecoste and Orós) and in Australia semi-arid region (Rifle Creek, Tailings Dam, Lake Moogerah, Lake Awoong and Yarra Yarra Lakes) consider two scenarios for power generation: one with high reliability level (90%, scenario 1) and one with low reliability level (70%, scenario 2). For each scenario, two modules are adopted, 245 Wp and 275 Wp. The sum of the annual electricity generation from the FPV plants of the Brazilian dams studied can reach 5,874 GWh and 14,745 GWh, for scenarios 1 and 2, with an estimated total evaporation reduction of 62 hm3 and 157 hm3 respectively. The sum of the annual electricity generation from the FPV plants of the Australian dams studied can reach 6,053 GWh and 14,334 GWh, for scenarios 1 and 2, respectively. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66156 |
| Appears in Collections: | DEEL - Teses defendidas na UFC |
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