Artigos em Conferências

Este artigo apresenta uma avaliação econômico-financeira preliminar, de caráter ex ante, de um sistema fotovoltaico integrado a um sistema de armazenamento de energia baseado em supercapacitores, com potencial aplicação em serviços ancilares. O objetivo foi analisar a viabilidade do arranjo por meio do Fluxo de Caixa Descontado (FCD), utilizando os indicadores Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), payback simples, payback descontado e análise de sensibilidade. A modelagem foi conduzida em dois cenários, base e conservador, adotando-se como premissa que o benefício econômico direto decorre da geração fotovoltaica. O sistema de armazenamento em supercapacitores foi tratado como um componente de benefício indireto, com função predominantemente técnica, sem monetização explícita de serviços ancilares nesta etapa do estudo. Os resultados indicaram viabilidade econômica preliminar nos dois cenários analisados. No cenário base, obteve-se VPL de R$ 4,51 milhões, TIR de 20,03% ao ano, payback simples de 4,86 anos e payback descontado de 6,99 anos. No cenário conservador, os indicadores permaneceram favoráveis, com VPL de R$ 3,48 milhões, TIR de 17,87% ao ano, payback simples de 5,39 anos e payback descontado de 8,12 anos. Esses resultados mostram que o projeto mantém atratividade econômica, embora com redução de retorno e aumento do prazo de recuperação do investimento em condições menos favoráveis. A análise de sensibilidade mostrou que o preço da energia é a variável de maior influência sobre o VPL, com impacto absoluto de aproximadamente R$ 4,07 milhões, superando CAPEX, taxa de desconto e OPEX. Assim, conclui-se que a viabilidade do arranjo está fortemente associada à valorização da energia gerada pelo sistema fotovoltaico, enquanto o SAE permanece, nesta etapa, como um ativo de suporte técnico com potencial econômico ainda não monetizado. Como limitações, destacam-se o caráter preliminar da análise, a ausência de dados operacionais completos e o uso de sensibilidade univariada.

JANAÍNA LEMOS, JAÍNE LIMA, ÁTHILA LIMA, AYRTON NASCIMENTO, VITOR BERNARDES, UBIRATAN BEZERRA, MARIA EMÍLIA TOSTES

A crescente inserção de geração distribuída fotovoltaica aumenta a necessidade de estratégias eficazes de regulação de tensão, sobretudo em redes radiais com alta relação R/X e carregamento elevado. Este trabalho analisa o impacto da inserção de geração fotovoltaica na qualidade da energia elétrica em um sistema de distribuição radial, com ênfase na mitigação de violações de tensão por meio de diferentes estratégias de compensação reativa. As simulações foram realizadas no OpenDSS, em regime permanente, usando o alimentador IEEE de 13 barras a 4,16 kV e 1,5 p.u. de carregamento para induzir condições críticas de subtensão nas extremidades do sistema. Foram avaliados três cenários com inserção de 1 MWp de geração fotovoltaica: (i) configuração distribuída com cinco unidades de 200 kWp operando com injeção fixa de potência reativa; (ii) configuração distribuída com controle dinâmico Volt-VAR; e (iii) configuração centralizada com 1 MWp operando sob controle Volt-VAR. A análise considerou os perfis de tensão por fase em todos os barramentos, bem como os valores mínimos e máximo de tensão, respeitando os limites do PRODIST para o regime permanente. Os resultados mostram que, nos três cenários analisados, os níveis de tensão permaneceram dentro da faixa admissível, sem violações. Com compensação reativa fixa, o suporte constante de potência reativa elevou os níveis de tensão ao longo do alimentador, de forma estática. O controle Volt-VAR distribuído se adaptou melhor às condições locais da rede e promoveu perfis de tensão mais uniformes ao longo do alimentador. No cenário de geração centralizada, o desempenho do controle Volt-VAR dependeu fortemente da barra de conexão da usina fotovoltaica. A análise de sensibilidade mostrou que a conexão nas barras 684 e 652 evitou violações, enquanto outras localizações podem aumentar a incidência de subtensão e de sobretensão. Conclui-se que a geração fotovoltaica, quando posicionada adequadamente e com estratégias de controle reativo, pode contribuir significativamente para a regulação da tensão em sistemas radiais sob carregamento elevado. Os resultados reforçam a importância do posicionamento da geração e do uso de controle dinâmico para aumentar a efetividade dos recursos energéticos distribuídos no provimento de serviços ancilares. O suporte de tensão é especialmente relevante em redes de distribuição. Este estudo foi desenvolvido no contexto do Projeto EXPERT (PD-00390- 1091/2023), financiado pelo Programa de Pesquisa e Desenvolvimento da ANEEL (P&D ANEEL).

AYRTON NASCIMENTO, BRUNO ALBUQUERQUE, JANAÍNA LEMOS, RAFAEL MAXIMINO BASTOS, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES

This study presents a photovoltaic carport project at the Guamá campus of UFPA, in the Amazon. The project demonstrates the three-dimensional modeling of the electricity generation system and the vehicle charging infrastructure. Thus, it is verified that there is better use of the available areas in the parking lot. This study also presents the economic feasibility via a simple financial return calculation of the project and an analysis of greenhouse gas (GHG) emissions reduction for the university. The results achieved show the technical efficiency of the installation and favorable economic feasibility, with an estimated return on investment in approximately five years. The project is part of an energy transition initiative by UFPA, which has been investing in electromobility, diversifying its energy matrix, and reducing GHG emissions. It aims to become a model in the region for Brazil in electromobility and low-carbon generation solutions, in line with the UN Sustainable Development Goals, thus demonstrating UFPA's commitment to technological innovation and the fight against climate change.

LUIZ CARLOS DO NASCIMENTO BORGES FILHO, AYRTON LUCAS LISBOA DO NASCIMENTO, , BRUNO SANTANA DE ALBUQUERQUE, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES, CARMINDA CÉLIA MOURA DE MOURA CARVALHO

O crescente aumento da demanda energética global tem impulsionado diversos setores da academia e da indústria a desenvolver tecnologias voltadas ao uso eficiente da energia. Atualmente, diferentes tecnologias vêm sendo integradas como Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) nas redes de distribuição, exigindo, assim, novos modelos de negócio que favorecem a maior penetração desses recursos nos sistemas elétricos. Entre essas tecnologias emergentes, destacam-se os veículos elétricos, os quais, por meio do conceito Vehicle-to-Grid (V2G), podem trazer benefícios tanto para os consumidores quanto para as concessionárias de energia. Neste contexto, o presente artigo tem como objetivo analisar a viabilidade técnica e econômica da inserção de veículos elétricos em uma rede de distribuição utilizando o modelo Vehicle-to-Building (V2B) utilizando o software OpenDSS. A análise considera os impactos dessa inserção na rede elétrica e propõe estratégias para sua implementação, visando ampliar a participação ativa dos usuários no sistema. Os resultados obtidos permitiram identificar cenários promissores para a aplicação do modelo V2B, evidenciando benefícios como a redução dos custos operacionais, melhoria da gestão da demanda e maior resiliência do sistema elétrico, reforçando assim o potencial dos veículos elétricos como agentes ativos na transição energética.

PEDRO LUCAS SAMPAIO DE LIMA, ELDER MENDES SILVA, CARLOS EDUARDO MOREIRA, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES, JONATHAN MUÑOZ TABORA

Este artigo apresentação uma estratégia pára modelar o investimento em recursos energéticos distribuídos em microrredes isolados, considerando os efeitos das cargas dependentes de tensão. Esta estratégia incorporar flugares de mas de energia elétrica baseada em recursos , sistemas de armazenamento de energia e geradores distribuídos despacháveis. O objetivo procura Às vezes, ele também é. os custos de investimento recursos e os custos relacionados com taxas de emissão de carbono. Para capturar as incertezas associadas com estes recursos, como ser velocidade do vento e irradiância solar, cenários, otimista, médio e pessimista, são resultados utilizando as funções de Problema Weibull e log-normal. Os resultouos revelam como a disponibilidade variável de recursos renováveis influência nas estratégias e nos custos de produção. Não cenário otimista, a maior disponibilidade eólica e solar reduzida significativamente a dependência dum despachável. Caso ao contrário, quando se analisa o cenário pessimista, o qual prevê um aumento da peça da cân despachado. Nesse sentido, os resultados revelam a o que da integração dos recursos energéticos distribuídos pára melhorar um sustentabilidade e um operaçãoão dcomo microfonerorredes.

ANDRÉ LUÍS RODRIGUES BARBOSA, THIAGO MOTA SOARES, OZY D. MELGAR DOMINGUEZ, UBIRATAN HOLANDA BEZERRA, JONATHAN MUÑOZ TAMORA, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES

This paper presents a comprehensive review of studies that examine the interoperation of ancillary services, renewable energy sources, and electric vehicles (EVs). The integrated literature search method was used to search the databases IEEE Xplore, ScienceDirect, and Web of Science, while to manage references and exclude studies not related to the central topic, the EndNote reference manager and the Ryyan web application were used. Four of the seven articles initially identified were closely aligned with the study's objective. Overall, the review highlights the potential synergies between ancillary services, renewables, and electric vehicles. According to the review, the integration of these elements is a promising strategy for improving grid power quality. The positive impact on voltage and frequency control during EV charging is particularly highlighted.

YAN MACEDO DE OLIVEIRA BOTELHO, JONATHAN MUÑOZ TAMORA, CARLOS EDUARDO MOREIRA RODRIGUES, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES

This paper presents a comprehensive review of studies that examine the interoperation of ancillary services, renewable energy sources, and electric vehicles (EVs). The integrated literature search method was used to search the databases IEEE Xplore, ScienceDirect, and Web of Science, while to manage references and exclude studies not related to the central topic, the EndNote reference manager and the Ryyan web application were used. Four of the seven articles initially identified were closely aligned with the study's objective. Overall, the review highlights the potential synergies between ancillary services, renewables, and electric vehicles. According to the review, the integration of these elements is a promising strategy for improving grid power quality. The positive impact on voltage and frequency control during EV charging is particularly highlighted.

YAN MACEDO DE OLIVEIRA BOTELHO, JONATHAN MUÑOZ TABORA, CARLOS EDUARDO MOREIRA RODRIGUES, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES

This study analyzes the economic impact of Vehicle-to-Grid (V2G) on a distribution network with a case study to potentially reduce energy consumption costs and upgrade grid stability. Utilizing simulations and linear integer programming conducted with OpenDSS, two scenarios were analyzed: Scenario 1 involved V2G vehicles discharging energy into the grid of a federal university in Brazil during daytime hours (9:00 a.m. to 2:20 p.m.) to lower contracted demand costs, while Scenario 2 examined energy discharge during peak consumption periods (6:30 p.m. to 9:30 p.m.) for this same university to reduce electricity rates. The results demonstrated a significant reduction in maximum demand and associated costs, with the daytime discharge leading to improved voltage stability and reduced peak demand. The intent is to highlight the viability of V2G as a tool for energy management, emphasizing innovative charging strategies and the integration of distributed energy resources (DERs). The findings contribute to the assurance of this technology on smart grids and accentuate the importance of collaboration among the market actors to facilitate the successful implementation of V2G, ultimately paving the way for a more resilient and sustainable energy future.

GABRIEL ABEL MASSUNANGA MOREIRA, JOÃO VICTOR ALVES DOS REIS, JONATHAN MUÑOZ TABORA, FILIPE MENEZES DE VASCONCELOS, UBIRATAN HOLANDA BEZERRA, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES

As edificações representam 50% do consumo da produção da energia elétrica do Brasil. O estudo propõe o retrofit do sistema de iluminação para um prédio público, buscando demonstrar a eficácia desse tipo de projeto que incorpora medidas de eficiência energética para a redução do consumo de energia, especialmente no contexto de um retrofit. Por meio de uma abordagem metodológica robusta, que inclui a coleta de dados in loco, simulação computacional e etiquetagem do sistema de iluminação por meio da INI-C, foi possível avaliar de forma precisa o impacto dessas intervenções na redução do consumo do sistema. Ao final, a aplicação da referida se mostrou efetiva, pois a redução de consumo foi de 68,15%, porcentual maior que o associado a edificações construídas que é de 30%, segundo a literatura. Realizou-se o cálculo dos custos associados à implementação e da viabilidade financeira, que mostra a viabilidade econômica do projeto, tendo um payback de 1,28 anos. Estes resultados mostram o potencial de redução de consumo da edificação e demonstram que o investimento nesse tipo de projeto propaga a eficiência energética e são benéficos para o conforto dos usuários do local, pois demonstra com dados palpáveis a redução de consumo de projetos que associam retrofit e eficiência energética.

BIANCA BEATRIZ SILVA CORRÊA, KLAYTON MARCONDES FERREIRA, ANA BEATRIZ ROCHA SOUSA, ANA CAROLINA DIAS BARRETO DE SOUZA, FILIPE MENEZES DE VASCONCELOS, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES, CARMINDA CÉLIA MOURA DE MOURA CARVALHO

O cálculo de carga térmica de forma correta é importante para dimensionar adequadamente a climatização de ambientes. Há diversas formas de realizar este cálculo para um espaço, entre elas, a forma analítica, através das instruções disponibilizadas pelas NBRs e a utilização de simulação computacional, por meio de softwares como o EnergyPlus, o qual entrega seus resultados em carga térmica. Este trabalho tem como objetivo realizar uma comparação de resultados entre as formas analítica e por simulação computacional deste cálculo, utilizando-se de uma edificação modelo hipotética, localizada em Belém do Pará, Brasil. Como principais resultados, comparando a carga térmica obtida dos três ambientes da edificação, pode-se perceber que os valores de carga térmica finais são similares, apresentando diferença percentual entre 4 e 15%, enquanto cálculos de fluxo de calor entre os dois métodos não são comparáveis. Conclui-se que, para ambientes pouco complexos, o método escolhido não influencia significativamente na escolha de soluções de climatização e que mais testes precisam ser conduzidos em outras edificações.

FILIPE MENEZES DE VASCONCELOS, SERGIO MURILLO DE ALMEIDA SOUZA, BERNARDO CONTENTE PEREIRA, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES, CARMINDA CÉLIA MOURA DE MOURA CARVALHO, BIANCA BEATRIZ SILVA CORRÊA