Metodologia para Dimensionar um Sistema de Armazenamento Aplicado à Suavização da Potência Gerada em Centrais Eólicas

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1 Label of author s Company Metodologia para Dimensionar um Sistema de Armazenamento Aplicado à Suavização da Potência Gerada em Centrais Eólicas Gustavo J.Luna Filho Pedro A. C. Rosas Pablo Tabosa Paola Furlanetto Pedro A. C. Rosas Wendell Teixeira

2 Agenda 1. Programa de Armazenamento de Energia CPFL 2. Expansão da Geração Eólica no Brasil 3. O Desafio 4. Aplicação de Armazenamento de Energia em Central Eólica 5. Centrais Eólicas Avaliadas para Projeto 6. Dimensionamento do ESS 7. Resultados 8. Considerações Finais

3 Programa de Armazenamento de Energia CPFL Chamada Estratégica 021/2016 e Participação CPFL Energia Projetos Aprovados Pesquisadores Envolvidos Investimento Chamada de 29 > 800 > 400 MM Programa CPFL 3 de > 66 MM Balanço 13% 16% 17% CPFL Energia Todos os direitos reservados. 3/16

4 Programa de Armazenamento de Energia CPFL Desafios mapeados para o Setor Elétrico Tecnologia Cluster Fornecimento e EPC Aplicação Legislação & Regulação Modelos de Negócio Projetos de Inovação são alavanca para Estruturar o Setor frente aos desafios CPFL Energia Todos os direitos reservados. 4/164 /19

5 Programa de Armazenamento de Energia CPFL Atuação em toda cadeia de valor Geração & Transmissão Distribuição Auto-produção Storage G&T Storage Distribution Grid Storage End User Geração Investimento no parque, substituindo equipamentos; Fornecimento de serviços ancilares, Aplicações de larga escala centralizadas; Transmissão Utilização como RAP; Aplicações de larga escala móvel ou estacionárias; Conservação e melhor aproveitamento de ativos, redução de pico e perdas, melhoria da qualidade e confiabilidade, integração de energia solar, veículos elétricos e microgrids; Aplicações de média ou larga escala distribuídas; Eficientização do uso, gerenciamento de demanda, aumento da confiabilidade (backup), melhoria da qualidade de energia; Aplicações de pequeno porte; CPFL Energia Todos os direitos reservados. 5/16

6 Objetivos: Aplicação de sistema piloto, para avaliar os impactos do armazenamento de energia na operação de Centrais Eólicas e Sistemas de Transmissão. Desenvolver/Validar, utilizando dados reais, Metodologia de Inserção de ESS em Centrais Eólicas, que permita dimensionamento e escolha do site. Gerar conhecimento em torno do tema, a partir da formação de Técnicos, Engenheiros, Mestres e Doutores, além da publicação de materiais sobre o tema. Proposição de Normas Técnicas, de Segurança, Proposições Regulatórias e Avaliação de Modelos de Negócio frente às novas aplicações de sistemas de armazenamento de energia. INVESTIMENTO ESTIMADO INÍCIO FIM R$ 26,2 MILHÕES Sistema de 2MW/1MWh JUL/2017 JUN/2021 Aplicação Real em Usina Eólica Parceiros:

7 Principais Marcos do Projeto PA3026 Storage G&T Definição de Escopo e Detalhamento da Abrangência do Projeto Instalação/Comissionamento/Start-up do Sistema Estado da Arte - Benchmarking Internacional Monitoramento do Sistema Piloto Modelagem Matemática Modelo de Dimensionamento e Configuração para Aplicação de Sistemas de Armazenamento Definição/Monitoramento Complexo Eólico Modelo de Negócios Definição/Aquisição do Sistema de Armazenamento Proposição Regulatória, Normativa e de Segurança CPFL Energia Todos os direitos reservados. 7/16

8 Expansão da Geração Eólica no Brasil ABEEólica. 2018c. Infovento 03. [ONLINE] Disponível em: 8/16

9 ~10 km O Desafio Potencia de saída Potencia de saída proporcional à velocidade do vento Variabilidade vento Variação do vento registrado no site de Campo dos Ventos RN 9/16

10 Dados reais Centrais Eólicas Avaliadas para Projeto Variabilidade da Potência Ativa Gerada (para um circuito, um parque e um complexo eólico) 10/16

11 Aplicação de Armazenamento de Energia em Central Eólica Variação característica Dimensionamento ESS Aplicação ESS Variação reduzida 11/16

12 Centrais Eólicas Avaliadas para Projeto Objetivo Principal: reduzir os impactos da geração eólica Flexibilidade para o estudo: centrais permitem diferentes configurações 12/16

13 Dimensionamento do ESS Curva de flutuação depotência de saída para um circuito de 5 aerogerodores (10,5MW) 2,5 Amplitude da Variação = Potência do ESS Duração da Variação = Energia do ESS 13/16

14 Resultado: Potência Suavizada com Aplicação de ESS Potência Saída Sem BESS Potência Saída COM BESS 14/16

15 Considerações Finais Resultados mostram que é possível realizar integração de fontes intermitentes a partir da aplicação de ESS. Múltiplos serviços em diferentes aplicações Próximos Passos Aplicação prática de ESS em central eólica; Testar outras aplicações de ESS em central eólica, filtro harmônico, compensação de reativo, entre outros; Avaliar assertividade dos modelos ao confrontar dados reais pós instalação do ESS com simulações; Fornecer subsídios para evolução do aparato regulatório, permitindo a correta valoração dos serviços fornecidos pelo ESS. 16/16

16 Perguntas? OBRIGADO!