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Type: Dissertação
Title: Análise de viabilidade econômica de baterias de segunda vida em prossumidores residenciais sob as perspectivas da REN 482 e Lei 14.300
Author: Prado, Rafaella Maria Brandão
First Advisor: Dias, Bruno Henriques
Co-Advisor: Bitencourt, Leonardo de Arruda
Co-Advisor: Oliveira, Leonardo Willer de
Referee Member: Coelho, Francisco Carlos Rodrigues
Referee Member: Melo, Igor Delgado de
Resumo: Baterias e sistemas de armazenamento de energia, em geral, têm sido tecnologias cada vez mais difundidas e pesquisadas. Sua escolha compreende aspectos relativos à composição, tamanho e a suas capacidades de armazenamento e potência instalada. Tais fatores são decididos e dimensionados de acordo com a aplicação escolhida. A inserção dessa tecnologia na rede elétrica gera impactos e alterações não só no sistema interligado como também nos mercados de energia. A energia proveniente dos sistemas de armazenamento pode ser comercializada em múltiplos mercados: day-ahead, real-time e como serviço ancilar, no entanto, necessitam de estudos de viabilidade. Uma das dificuldades da utilização de baterias para esse intuito está relacionada ao alto custo. No entanto, o mercado mundial e nacional de veículos elétricos vem crescendo a cada ano, sendo o descarte das baterias utilizadas nesses ainda um tópico em aberto – já que para tais aplicações, baterias de íon-lítio são aposentadas ao atingir 70% a 80% da sua vida útil. Este trabalho estuda o uso em segunda vida destas baterias em sistemas residenciais de prossumidores fotovoltaicos, realizando uma análise de viabilidade de investimento considerando as mudanças previstas no modelo tarifário de compensação. A metodologia utiliza otimização via programação linear para minimizar os custos operacionais diários do prossumidor, considerando despacho otimizado da eletricidade produzida pelo sistema fotovoltaico para atendimento adequado da carga residencial, além do cálculo dos efeitos da degradação referente ao calendário e da degradação referente ao número de ciclos realizados pela bateria durante seu período operacional. O estudo mostra a tendência de viabilidade da implantação de baterias de segunda vida para tal finalidade – chegando em casos de retorno de investimento de mais de 500%, além de trazer exemplos de aplicações encontradas na literatura – como outras utilizações residenciais, comerciais, industriais e serviços da rede.
Abstract: Batteries and energy storage systems, in general, have been increasingly widespread and researched technologies. Their characteristics include aspects related to composition, size, storage capabilities, and installed power, which are determined and dimensioned according to the chosen application. The insertion of this technology into the electrical grid generates impacts and changes not only in the interconnected system but also in the energy markets. Energy from storage systems can be sold in multiple markets: day-ahead, real-time and ancillary market; though, some feasibility studies are necessary. One of the difficulties in using batteries for this purpose is related to the high cost. However, the global and national market for electric vehicles has been growing every year, with the disposal of batteries used in these still being an open topic – since for such applications, lithium-ion batteries are retired when they reach 70% - 80% of their lifespan. This work evaluates the second-life use of these batteries in residential photovoltaic prosumer systems, carrying out an investment forecast analysis considering the changes foreseen in the supervisory tariff model. The uses methodology via linear programming to minimize the prosumer's daily operating costs, considering optimized dispatch of the electricity produced by the photovoltaic system to adequately meet the residential load, in addition to calculating the effects of manipulation regarding the calendar and manipulation regarding the number of cycles performed by the battery during its operational period. The study shows the viability trend of implementing second-life batteries for this purpose – reaching cases with a return on investment of more than 500%, in addition to bringing examples of applications found in the literature – such as other residential, commercial, industrial and network services.
Keywords: Baterias de segunda vida
Sistemas de compensação
Prossumidores
Second-life batteries
Net metering
Prosumers
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-ShareAlike 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16846
Issue Date: 27-Feb-2024
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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