Sistema fotovoltaico sem armazenamento de energia el´ etrica

Com a implementa¸c˜ao desta solu¸c˜ao, toda a energia em excedente produzida ´e enviada para rede el´etrica nacional angolana, considerando ou n˜ao a existˆencia de consumo energ´etico. Em sentido inverso, no caso de existˆencia de d´efice de energia, essa ´e requerida `a rede para que o consumo seja assegurado. Note-se que esta solu¸c˜ao permite uma poupan¸ca adicional devido `a inexistˆencia de sistemas de armazenamento, no entanto, a autonomia do sistema espera-se menor em compara¸c˜ao com os outros cen´arios e por isso uma maior dependˆencia da rede el´etrica de Angola. Do ponto de vista operacional, este caso de estudo representa o cen´ario menos complexo.

Apresenta-se na figura 6.1 a metodologia utilizada para a determina¸c˜ao dos resultados obtidos no caso de produ¸c˜ao fotovoltaica sem armazenamento de energia el´etrica, identi- ficada com a respetiva legenda.

Figura 6.1: Algoritmo utilizado para a avalia¸c˜ao energ´etica do cen´ario 1.

Com o intuito de pesar a dependˆencia de um determinado sistema fotovoltaico `a rede e o seu comportamento s˜ao analisados dois parˆametros de desempenho: a taxa de autonomia (% Autonomia) e a taxa de auto-alimenta¸c˜ao (% Auto-alimenta¸c˜ao). A taxa de autonomia quantifica a capacidade do sistema de suprimir um determinado consumo sem a utiliza¸c˜ao de energia el´etrica proveniente da rede, enquanto a taxa de auto-alimenta¸c˜ao avalia a energia el´etrica produzida pelos m´odulos fotovoltaicos que ´e utilizada para atender ao consumo el´etrico exigido. Para al´em destes dois parˆametros, ´e tamb´em analisada a energia que ´e adquirida e vendida `a rede el´etrica em todos os cen´arios estudados.

% Autonomia = W˙cs− ˙Wf eg ˙ Wcs (6.1) % Auto − alimenta¸c˜ao = ˙ Wcs− ˙Wf eg ˙ WCA (6.2)

onde ˙Wcs diz respeito `a potˆencia el´etrica instantˆanea consumida por uma determinada

aplica¸c˜ao, ˙Wf eg´e a potˆencia instantˆanea retirada da rede e ˙WCA ´e a produ¸c˜ao instantˆanea

em corrente alternada.

Uma vez que o per´ıodo de an´alise de um sistema fotovoltaico ´e relativamente extenso (25 anos), optou-se por descrever os resultados ao longo do primeiro ano de produ¸c˜ao, encontrando-se uma an´alise dos resultados obtidos dos 25 anos de produ¸c˜ao no Anexo I para todos os cen´arios estudados neste cap´ıtulo, mais concretamente os registos da pro- du¸c˜ao FV, valor de auto-alimenta¸c˜ao que corresponde `a energia proveniente da gera¸c˜ao fotovoltaica que assegura o consumo energ´etico, energia vendida e requerida `a rede. O comportamento do sistema fotovoltaico de referˆencia, sem armazenamento de energia, encontra-se na figura 6.2 sendo que todas as vari´aveis se situam no eixo principal `a exce- ¸

c˜ao da taxa de autonomia e taxa de auto-alimenta¸c˜ao do sistema que se encontram sob a forma de percentagem no eixo secund´ario a cor preta e cinzenta respetivamente. Na tabela 6.1 encontram-se sintetizados os resultados obtidos no primeiro ano de simula¸c˜ao, sumarizando os valores provenientes da figura acima.

6.1. Avalia¸c˜ao energ´etica

Figura 6.2: An´alise anual do sistema sem armazenamento de energia

Tabela 6.1: Cen´ario 1- Valores anuais dos parˆametros de desempenho

Parˆametro de desempenho Valor anual Consumo anual de energia Epcs 2 069,55 MWh

Entrada na rede Eteg 133,84 MWh Retirada da rede Efeg 691,69 MWh Auto-alimenta¸c˜ao Eocs 1 377,86 MWh

% Auto-alimenta¸c˜ao 91,15 % % Autonomia 66,58 %

Pela an´alise dos resultados do desempenho fotovoltaico, como o sistema n˜ao ´e dotado de armazenamento de energia possui naturalmente taxas de auto-alimenta¸c˜ao e autonomia mais baixas em rela¸c˜ao a cen´arios de armazenamento, tal como se ir´a verificar posteri- ormente. Da totalidade da produ¸c˜ao de energia el´etrica em corrente alternada, 91,15 % desta ´e utilizada no consumo el´etrico da dessaliniza¸c˜ao da ´agua do mar, ou seja, 91,15 % da gera¸c˜ao total de energia do sistema fotovoltaico d´a-se ao longo dessas 10 horas di´arias. A taxa de auto-alimenta¸c˜ao ´e mais reduzida nos meses de maior produ¸c˜ao fotovoltaica a que corresponde uma maior autonomia do sistema, j´a que o consumo ´e mais ou menos constante ao longo do ano, dependente do n´umero de dias do mˆes, por´em uma maior gera- ¸c˜ao de energia el´etrica faz com que a percentagem de energia que ´e dedicada ao consumo el´etrico da dessaliniza¸c˜ao seja menor.

Como o consumo de energia el´etrica anual ´e superior `a pr´opria gera¸c˜ao fotovoltaica, a energia requerida `a rede representa ainda uma parcela expressiva, apresentando valores ligeiramente superiores nos meses de inverno devido aos menores ´ındices de radia¸c˜ao solar, sendo por isso interessante o estudo de mecanismos de armazenamento de energia el´etrica. Deste modo, a autonomia do sistema apresenta valores mais baixos nesses meses, tendo uma m´edia anual de 66,58 %, ou seja, 33,42 % da energia para assegurar o consumo ´e

proveniente da rede. ´E nos meses de maior produ¸c˜ao FV que se registam os valores mais elevados injetados na rede, que tamb´em contribui para que a rede seja alimentada, fazendo face a uma das problem´aticas da regi˜ao de Benguela. Os cerca de 134 MWh anuais que d˜ao entrada na rede podem fazem aumentar os ´ındices de desempenho no que toca ao autoconsumo caso se recorram a tecnologias que permitam o seu armazenamento. De recordar que estes dados apresentam apenas o desempenho do sistema no primeiro ano de produ¸c˜ao uma vez que a produ¸c˜ao ´e afetada devido `a degrada¸c˜ao dos m´odulos, alterando assim os restantes parˆametros de desempenho.