Sistema híbrido gerador de energia elétrica para sustentação de estação de bombeamento

Abstract

Os combustíveis de origem fóssil utilizados de maneira desenfreada são considerados protagonistas na parcela de responsabilidade antrópica para o aquecimento global vivenciado nos últimos séculos, tendo em vista que sua queima, visando gerar energia, emite substâncias responsáveis pelo agravamento do efeito estufa atmosférico. A velocidade em que são consumidos é infinitamente superior à que são repostos pela natureza, o que provoca o declínio de suas reservas e inflação no seu valor comercial. Considerando que são, ainda hoje, a principal fonte energética utilizada no planeta, alternativas para frear seu consumo são amplamente estudadas ao redor do mundo. O emprego de sistemas híbridos permite que se gere eletricidade com o uso associado de duas ou mais matrizes renováveis, unindo suas características e podendo acrescentar ao sistema a operação de um combustível fóssil, por segurança e atenuação de gastos, bem como uma eventual conexão à empresa responsável por distribuição energética através da rede compartilhada. Atualmente, na realidade econômica que rege nosso país e sua distribuição de gastos, o setor responsável pelo saneamento básico possui contribuição acentuada no montante energético consumido e recursos financeiros, principalmente no campo responsável por bombear água e esgoto. O trabalho realizado objetivou, principalmente, estudar a viabilidade e dimensionar preliminarmente um sistema híbrido visando obtenção energética. A estrutura contará com células fotovoltaicas e aerogeradores trabalhando em conjunto com um gerador movido a diesel. Se buscou satisfazer o montante de energia demandado por uma estação de bombeamento de esgoto que se localiza na cidade de Santa Rosa - RS, empreendimento que atualmente passa por problemas de disponibilidade energética. Visualizou-se, no cenário on grid, redução de 63% no consumo de energia elétrica da rede. O sistema atingiu vendas de até 21034 kWh de energia para a rede, anualmente, com sua operação. Estimou-se um custo inicial de US$ 108.580, investimento total de US$ 1.285.258 e o valor para produção de energia em US$ 0,374 por kWh. Já no cenário off grid, ocorreu redução de 13% no consumo de energia elétrica da rede. Estimou-se um custo inicial de US$ 117.580, investimento total de US$ 1.945.668 e o valor estimado para produção de energia em US$ 0,567 por kWh.

Fossil fuels used in a rampant way are considered protagonists in the share of anthropogenic responsibility for global warming experienced in recent centuries, in view that their burning, in order to generate energy, emits substances responsible for the exasperation of the atmospheric greenhouse effect. The speed of consume is infinitely greater than the natural replacement, which causes the decline of their reserves and inflation in their commercial value. Considering that they are still the main energy source used on the planet, alternatives to slow down their consumption are widely studied around the world. The use of hybrid systems allows the generation of electricity through the associated use of two or more renewable matrices, combining their characteristics and adding to the system the operation of a fossil fuel for safety and expense reduction, as well as a possible connection to the power distribution company through the shared network. Currently, in the economic reality that governs our country and its distribution of expenditures, the sector responsible for basic sanitation has a significant contribution in the amount of energy consumed and, as well, of the financial resources, especially in the area of pumping water and sewage. The objective of this study was to avaluate the practicability and preliminary design a hybrid system for energy production. The structure will feature photovoltaic cells and wind turbines working together with a diesel generator. It seeks to satisfy the amount of energy demanded by a sewage pumping station located in the city of Santa Rosa - RS, enterprise that currently faces problems of energy availability. In the on grid scenario, a 63% reduction in grid electricity consumption was observed. The system achieved sales of up to 21034 kWh of power to the grid, annually, with its operation. An initial cost of US$ 108.580 was estimated, total investment of US $ 1.285.258 and the value for energy production of US$ 0,374 per kWh. In the off grid scenario, there was a 13% reduction in grid electricity consumption. An initial cost of US $ 117,580 was estimated, total investment of US $ 1.945.668 and estimated value for energy production of US $ 0,567 per kWh.