Determinação de sistema híbrido de geração de energia elétrica para uma plataforma petrolífera offshore

Abstract

A exploração de petróleo é um componente vital da matriz energética global, assim como a busca por sustentabilidade e diminuição de emissões de gases do efeito estufa. As plataformas de produção de petróleo e gás nos oceanos, chamadas de plataformas offshore, são uma grande fonte desse insumo energético. Uma abordagem mais sustentável para suprir as demandas energéticas dessas plataformas ganha cada vez maior relevância. As plataformas offshore, sem conexão alguma com os continentes, dependem fortemente da disponibilidade constante de energia elé trica para sua operação, utilizando turbinas a gás e motores a diesel. Visando soluções por meio de fontes renováveis de energia limpa e a redução de emissões de gases de efeito estufa, este trabalho apresenta um estudo para determinar um sistema híbrido de geração e armazenamento de energia elétrica para suprir a demanda de uma plataforma. Diferentes cenários são estabeleci dos, sendo compostos por turbina eólica, painéis fotovoltaicos, sistema de armazenamento de energia por baterias e turbina a gás. Aspectos econômicos e ambientais são considerados, como valor de investimento, custos de combustível e emissões de gases de efeito estufa. A linguagem de programação Python foi utilizada para os cálculos junto com o método de otimização de Programação Sequencial de Mínimos Quadrados (SLSQP) que busca minimizar o custo de investimento. Para validação dos cálculos de geração, softwares comerciais foram utilizados, como HOMER e iHOGA. A análise dos resultados indicou um cenário com 30% de participação renovável e 48 MW de turbinas eólicas como o de retorno econômico mais viável e redução de 30% nas emissões

Oil exploration is a vital component of the global energy matrix, along with the pursuit of sustainability and the reduction of greenhouse gas emissions. Offshore oil and gas production platforms are a major source of this energy resource. A more sustainable approach to meet the energy demands of these platforms is gaining increasing relevance. Offshore platforms, which are not connected to the continents, heavily rely on the constant availability of electricity for their operation, using gas turbines and diesel engines. Aiming for solutions through renewable clean energy sources and the reduction of greenhouse gas emissions, this work presents a study to determine a hybrid system for generating and storing electrical energy to meet the demand of a platform. Different scenarios are established, comprising wind turbines, photovoltaic panels, battery energy storage systems, and gas turbines. Economic and environmental aspects are considered, such as investment value, fuel costs, and greenhouse gas emissions. The Python programming language was used for the calculations along with the Sequential Least Squares Programming (SLSQP) optimization method, which aims to minimize investment costs. Com mercial software, such as HOMER and iHOGA, were used to validate the generation calculations. The analysis of the results indicated a scenario with 30% renewable participation and 48 MW of wind turbines as the most economically viable, with a 30% reduction in emissions