Estimativas de complementaridade energética para prospecção de potencial híbrido eólico-solar no litoral nordeste do Brasil

Abstract

O Brasil é um país privilegiado por sua grande disponibilidade de recursos energéticos renováveis. As fontes renováveis não convencionais, como a eólica e solar, ambas de natureza intermitente e inconstante, são um grande desafio para o planejamento do sistema elétrico de potência, e ambas vem desempenhando um eventual crescimento na geração de energia elétrica. A união dessas fontes através de sistemas híbridos de energia apresentam um melhor desempenho e um menor custo para a energia fornecida aos consumidores. O uso desses sistemas para geração de energia elétrica é relativamente recente, e como para qualquer tecnologia nova são necessários estudos e aprimoramentos. O objetivo deste trabalho é contribuir para a identificação de locais apropriados para instalação de sistemas híbridos eólico-solar no litoral nordeste do Brasil através de mapas baseados em estimativas de complementaridade das componentes tempo, energia e amplitude. Por meio do manejo de dados meteorológicos são feitas modelagens matemáticas para quantificar as complementaridades entre os dois recursos energéticos e assim mapeá-las usando ferramentas de geoprocessamento. A partir dos resultados obtidos identificou-se 7 regiões com potencial híbrido para pequeno porte (medições de vento a 10 metros de altura) e 3 regiões para grande porte (medições de vento a 100 metros de altura) englobados na parte onshore e offshore da área de estudo. Também, percebe-se que em alguns dos locais identificados ainda não há a exploração desses recursos renováveis e que esses se encontram próximos a malha elétrica existente. O estudo de complementaridades é uma importante ferramenta para o planejamento e gestão dos profissionais de energia, brevemente é possível avaliar se existe viabilidade entre duas ou mais fontes, ajudando na tomada de decisão e priorização de projetos, já que é disponibilizado uma comparação técnica quantitativa entre locais de interesse e/ou novas prospecções.

Brazil is a favoured country due to its great availability of renewable energy resources. Nonconventional renewable resources, such as wind and solar, both of which are intermittent and volatile in nature, are a major challenge for the planning of transmission systems, and both have been playing an eventual growth in the generation of electric energy. The combination of these resources through hybrid energy systems presents a better performance and a lower cost for the energy supplied to consumers. The use of these systems for electricity generation is relatively recent and as with any new technology, studies and improvements are needed. The purpose of this work is to contribute to the identification of appropriate locations for the installation of wind-solar hybrid systems on the Northeast coast of Brazil, through maps based on the complementarity of the components time, energy and amplitude. Through the management of meteorological data, mathematical modeling is done to quantify the complementarities between the two energy resources and thus map these using geoprocessing tools. From the results obtained, 7 places with hybrid potential were identified for small size installations (wind measurements at 10 meters high) and 3 places for large size (wind measurements at 100 meters high) included in the onshore and offshore part of the area of study. Also, it is noticed that in some of the identified places there is still no exploitation of these renewable resources and such locations are close to the existing electrical grid. The study of complementarities is an important tool for the planning and management of energy professionals, it is soon possible to assess whether there is viability between two or more sources, helping in decision making and project prioritization, as quantitative technical comparison between places of interest and/or new prospects are made available.