Avaliação de tecnologias para a integração em larga escala de energia solar fotovoltaica

Abstract

As energias renováveis apresentam-se cada vez mais como o futuro do cenário energético mundial. Portugal oferece condições climatéricas privilegiadas para a integração deste tipo de energias, com especial destaque a energia solar fotovoltaica, sendo um dos países com maior índice de radiação solar na Europa. Contudo, a mudança do sistema atual, fortemente dependente de sistemas de geração previsíveis e controláveis, para um sistema totalmente renovável, necessita do devido planeamento por forma a que se possam solucionar os problemas associados como a geração intermitente.A presente dissertação pretende apresentar e avaliar as principais tecnologias que podem ser utilizadas para solucionar os problemas da integração em larga escala de energia solar fotovoltaica. A utilização de sistemas de armazenamento de energia, foi a tecnologia que apresentou melhores resultados em larga escala, permitindo quando utilizados como reserva operacional, armazenar a energia em excesso e descarregar a mesma quando necessário, suavizar e estabilizar os diagramas de carga, regular e controlar a frequência, reduzir a energia importada e evitar o uso de fontes nocivas ao meio ambiente.Estimou-se um cenário futuro através da ampliação da potência instalada fotovoltaica em 2016, tendo-se obtido excesso de geração maioritariamente nas estações de inverno e primavera (aumento do excesso em 119,2% e 405,7% respetivamente). Através da simulação feita, concluiu-se que, para uma média anual, o sistema de baterias de iões de lítio permitiu armazenar 62,5% da energia em excesso e conseguiu satisfazer 39,6% das necessidades energéticas. Como conclusão final, pode-se afirmar que a introdução de sistemas de baterias de iões de lítio permite assegurar as necessidades energéticas e minimizar os impactos da crescente implementação da larga escala de energias renováveis intermitentes.

Renewable energies are increasingly becoming the future of the global energy sector. Portugal has privileged climacteric conditions to integrate this type of energy with emphasis on solar photovoltaic power, being one of the countries with the highest solar radiation index in Europe. However, the shift from the current, heavily dependent on predictable and controlled generation systems, for a fully renewable system, needs proper planning to mitigate problems associated to the intermittent generation.The present dissertation intends to evaluate the potential impact of the large-scale integration of photovoltaic solar power and assess the main technologies that can be used to solve the problems of its intermittence. The use of energy storage systems was the technology that presented better results on a large scale, by allowing, when used as an operating reserve, to store the surplus generation and discharging it when necessary, by smoothing the load diagrams, control frequency, reduce imported energy and avoid the use of harmful sources to the environment.A future scenario was estimated through the expansion of the photovoltaic installed capacity in 2016, being obtained a generation surplus on winter and spring (the surplus was increased by 119.2% and 405.7%, respectively). Trough the simulation, it was concluded that for an annual average the lithium-ion battery system ensured the storage of 62.5% of the generation surplus and fulfilled 39.6% of the energy needs. It can be concluded that the implementation of lithium-ion battery energy systems ensures the energy needs and mitigate the impacts of the increasing implementation of renewable energies on a large scale.