Até aqui foram estudadas as variações relacionadas aos parâmetros econômicos. A partir de agora será considerada uma alteração técnica, que é a proporção entre o uso da energia elétrica no horário de ponta e fora de ponta, para um mesmo consumo energético total.
Ao longo das 24 horas do dia, o consumo de energia varia e atinge valores máximos entre 17:00 e 22:00 horas. De acordo com o per l da carga de cada concessionária, são escolhidas três horas, compreendidas no intervalo das 17:00 às 22:00h horas dos dias úteis, de nido como horário de ponta. Ademais, há uma diferenciação tarifárias para o consumo de energia elétrica nos os horários de ponta e fora de ponta, vide Capítulo 5 -
7. Estudos de Caso 71 Subseção 5.1.1, assim, este estudo visa avaliar o comportamento do sistema quando cada patamar de energia é deslocado, tanto para uma maior demanda, quanto para uma menor, principalmente no que se refere ao horário de ponta.
Uma modi cação importante nessa análise ocorre em relação às potências dos equi- pamentos. Como visto na Seção 6.3 do Capítulo 6, a pré-seleção dos equipamentos aconteceu com base nas demandas máximas (horário de ponta). Assim, as potências, que antes satisfaziam as demandas do sistema, já não são capazes de de atendê-las para esse estudo. Uma maneira encontrada para contornar esse problema foi determinar que as potências variassem juntamente com as demandas, ou seja, uma pré-seleção dinâmica.
A Figura 7.16 mostra a faixa de robustez do sistema base frente à variação da demanda em horário de ponta (patamar pesado). Percebe-se que o sistema base é o sistema ótimo para fatores de 0,5 até 1,7 acima dessa faixa o sistema ótimo passa a ser o sistema de autoprodução. Já o sistema de cogeração não se mostra como alternativa viável para esse caso.
Figura 7.16: VPL para variação da demanda de energia em horário de ponta.
Fonte: Autor, 2016.
Contudo, observamos através da análise dos dados, que houve recon guração do sis- tema para um fator de 1,7. A Figura 7.17 mostra a variação dos patamares de carga referentes à energia elétrica (a) e à água gelada (b).
Com um aumento de 70% da demanda no horário de ponta, ocorre a compra de um motogerador de 2230 kW, o qual é utilizado para compor a eletricidade nesse horário. Há, também, a opção da aquisição da rede de energia da concessionária com potência de 3000 kW e um chiller de compressão de 5690 kW, conforme sistema (e) da Figura 7.18.
Por possuir tarifa mais onerosa, o aumento da demanda na ponta tem grande impacto sobre a con guração do sistema. Dessa maneira, torna-se interessante buscar por alterna- tivas energéticas para contornar as altas tarifas nesse horário, como, por exemplo, utilizar motogeradores, tal como mostrado nesse trabalho.
7. Estudos de Caso 72
Figura 7.17: Patamar de carga para acréscimo de 70% de energia na ponta.
(a)
(b)
Fonte: Autor, 2016.
Figura 7.18: Sistema ótimo para um aumento de 70% da demanda na ponta.
Fonte: Autor, 2016.
Observa-se na Figura 7.16 que o VPL do sistema base e do otimizado estão sobre- postos. Isto, pois, a diferença sobre o VPL, na decisão de utilizar esse ou aquele, é de aproximadamente 20 mil dólares, valor muito pequeno quado comparado ao custo total do projeto.
Constata-se, também, a mudança que ocorre na inclinação da reta da Figura 7.16, isso ocorre, pois, para o fator igual a 1, o sistema necessita de um conjunto de equipamentos para atender a maior demanda (horário de ponta). Utilizar fatores de multiplicação menores que 1, implica na redução da demanda no horário de ponta, ou seja, o sistema poderá optar por equipamentos de menor potência até o momento de ocorrer a inversão
7. Estudos de Caso 73 dos níveis de demanda e a potência fora de ponta se tornar maior que a potência na ponta. Assim, a diferença de inclinação na reta da Figura 7.16, está diretamente associada ao custo inicial dos equipamentos que por sua vez é proporcional a potência nominal dos mesmos.
Observado o aumento de 70% na demanda em horário de ponta, variou-se a tarifa de gás natural, com objetivo de veri car a robustez do sistema para essa condição. Para o intervalo de 0,85 a 1, o processo de otimização propôs a compra do motogerador para operação em horário de ponta, juntamente com a rede de distribuição e o chiller de compressão.
Para um fator de 0,84, além dos equipamentos anteriormente citados, ocorre a compra do chiller de absorção. Nesse caso, o motogerador opera nos horários em que há demanda de água gelada e, assim, aproveita os gases de exaustão para acionar o chiller de absorção, Figura 7.5 (b).
Em um fator de 0,76 acontece mudança no modo de operação do sistema e, nesse caso, é observada a venda de energia excedente nos horários de funcionamento do sistema de ar condicionado do shopping, com exceção dos horários de ponta, momento no qual toda a energia do gerada pelo motogerador é direcionada para o consumo do estabelecimento. Por m, para um fator de 0,61, o motogerador passa a operar em capacidade máxima em tempo integral. Além disso, toda a energia excedente é vendida. Nesse caso não ocorre compra de energia da concessionária.
Nota-se que, quando o aumento de consumo na ponta é associado a variações econômi- cas, ocorrem algumas variações signi cativas no sistema. Esse estudo em especial possi- bilita observar que, apesar do uso do motogerador em horário de ponta ser a opção ótima para uma redução inicial de até 15%, somente acontece a compra do chiller de absorção para uma redução de 16% na tarifa do gás natural. Uma explicação para isso reside no fato de haver uma grande disparidade entre as demandas de ponta e fora de ponta, o que implica em um equipamento de grande potência e consequentemente de maior custo.