Simulação de sistema fotovoltaico com armazenamento de energia através de hidrogênio utilizando o Homer Energy

Abstract

Este trabalho investiga a viabilidade econômica do uso de hidrogênio como fonte de armazenamento de energia em uma microrrede abastecida com energia solar fotovoltaica. Utilizando-se do software HOMER Energy, simulou-se uma microrrede localizada em Porto Alegre - RS e composta de painéis fotovoltaicos, uma célula eletrolítica, um tanque de armazenamento de hidrogênio e uma célula combustível, conectada à rede elétrica nacional. Essa microrrede abasteceu um condomínio composto de 30 residências, uma escola e um centro comercial. As simulações realizadas investigam os efeitos do custo dos componentes do sistema bem como o preço da rede elétrica na performance econômica do sistema. Foram realizadas três simulações, uma com os custos atuais, uma com elevação do custo na rede e outra com diminuição no custo dos equipamentos ligados ao hidrogênio. Os resultados indicam que o sistema de armazenamento já se torna competitivo quando seu custo for reduzido em 50% dos valores atuais. Mesmo com a manutenção dos custos atuais da tecnologia, o cenário com elevação dos preços da rede mostrou que há viabilidade econômica no emprego de hidrogênio como armazenamento de energia.

This work investigates the economic viability of using hydrogen as an energy storage source in a microgrid powered by solar photovoltaic energy. Using HOMER Energy software, a microgrid located in Porto Alegre - RS, consisting of photovoltaic panels, an electrolytic cell, a hydrogen storage tank, and a fuel cell connected to the national electrical grid, was simulated. This microgrid supplied power to a complex comprising 30 residences, a school, and a commercial center. The simulations explored the effects of the system's component costs as well as the electricity grid price on the economic performance of the system. Three simulations were conducted: one with current costs, one with an increase in grid costs, and another with a decrease in hydrogen-related equipment costs. The results indicate that the storage system becomes competitive when its cost is reduced by 50% of current values. Even with the maintenance of current technology costs, the scenario with increased grid prices showed economic viability in using hydrogen as an energy storage solution.