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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38266| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Avaliação técnico-econômica-ambiental de um sistema de geração híbrido com auxílio de baterias novas e de segunda vida |
| Autor(es): | Almeida, Katarina Ferreira Trigueiro de |
| Orientador: | Reis, Raphael Leite de Andrade |
| Coorientador: | Rotella Junior, Paulo |
| Membro da Banca: | Peruchi, Rogério Santana |
| Membro da Banca: | Souza, Benemar Alencar de |
| Resumo: | As fontes renováveis são intermitentes e exigem soluções de flexibilidade, como sistemas de armazenamento de energia (SAE). Entre esses, os sistemas baseados em baterias (BESS) se destacam por sua rápida resposta, baixo custo operacional e potencial para aplicações como “peak shaving” e regulação da frequência. Contudo, enfrentam limitações como altos custos iniciais, vida útil reduzida e degradação por ciclos de carga e descarga. Nesse contexto, baterias de segunda vida (SLBs) surgem como alternativa promissora. Neste trabalho avalia-se a viabilidade técnica, econômica e ambiental de sistemas híbridos solares e eólicos com o uso de baterias novas e de segunda vida, tomando como base dados reais oriundos do município de Tacaratu (PE), visando suprir a demanda residencial no horário de pico. A análise considerou dados meteorológicos, perfis de consumo, tecnologias comerciais e cenários de variação de capacidade instalada. Dos resultados obtidos, as baterias, especialmente as novas, reduzem a dependência da rede em até 30%. As SLBs, embora apresentem desempenho ligeiramente inferior, oferecem custos mais baixos e menor impacto ambiental, mesmo exigindo maior quantidade de unidades para compensar sua capacidade reduzida. Apesar disso, quase todos os cenários analisados apresentaram inviabilidade financeira, com Valor Presente Líquido (VPL) negativo e Taxa Interna de Retorno (TIR) inferior ao esperado, mesmo com variações de taxa mínima de atratividade (TMA). Os únicos cenários que mostraram ser financeiramente viáveis foram aqueles com 25% de presença da capacidade inicial esperada, com apenas uma fonte renovável; os cenários puramente de baterias não apresentaram nenhuma viabilidade. Isso revela a necessidade de reformas regulatórias que reconheçam os serviços prestados pelos SAEs, como fornecimento de potência, reserva energética e serviços ancilares. Entre as propostas estão a definição de agentes armazenadores, adequações tarifárias, participação em leilões de capacidade e incentivos à pesquisa e desenvolvimento. O estudo reforça o papel estratégico das baterias na transição energética brasileira, especialmente quando associadas a fontes renováveis. A adoção de SLBs pode acelerar sua viabilidade econômica e ambiental, mas depende de políticas públicas que valorizem os serviços de flexibilidade prestados ao sistema elétrico. |
| Abstract: | Renewable energy sources are intermittent and require flexibility solutions, such as energy storage systems (ESS). Among these, battery energy storage systems (BESS) stand out for their fast response, low operating costs, and potential for applications such as peak shaving and frequency regulation. However, they face limitations such as high upfront costs, reduced lifespan, and degradation due to charge and discharge cycles. In this context, second-life batteries (SLBs) emerge as a promising alternative. This study evaluates the technical, economic, and environmental feasibility of hybrid solar and wind systems using both new and second-life batteries, based on real data from the municipality of Tacaratu (PE), with the aim of meeting residential demand during peak hours. The analysis considered meteorological data, consumption profiles, commercial technologies, and scenarios of installed capacity variation. According to the results, batteries, especially new ones, can reduce grid dependence by up to 30%. SLBs, while showing slightly lower performance, offer lower costs and reduced environmental impact, even though they require a larger number of units to compensate for their reduced capacity. Despite this, almost all the analyzed scenarios showed financial infeasibility, with a negative Net Present Value (NPV) and an Internal Rate of Return (IRR) below expectations, even with variations in the Minimum Attractive Rate of Return (MARR). The only scenarios that proved to be financially viable were those with 25% of the expected initial capacity and only one renewable source; purely battery-based scenarios showed no viability at all. This highlights the need for regulatory reforms that recognize the services provided by ESS, such as power supply, energy reserve, and ancillary services. Proposed measures include the definition of storage agents, tariff adjustments, participation in capacity auctions, and incentives for research and development. The study reinforces the strategic role of batteries in Brazil’s energy transition, especially when integrated with renewable sources. The adoption of SLBs may accelerate their economic and environmental viability, but it depends on public policies that value the flexibility services provided to the power system. |
| Palavras-chave: | Armazenamento de eletricidade Sistemas híbridos - eletricidade Baterias de segunda vida Análise tecno-econômica - energias renováveis Energy storage Hybrid systems Second-life batteries Techno-economic analysis |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Engenharia de Energias Renováveis |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
| URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38266 |
| Data do documento: | 31-Jul-2025 |
| Aparece nas coleções: | Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) - Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| KatarinaFerreiraTrigueiroDeAlmeida_Dissert_Com_Tarjamento.pdf | 5,62 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir | |
| KatarinaFerreiraTrigueiroDeAlmeida_Dissert_Sem_Tarjamento.pdf | 2,72 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir Solicitar uma cópia |
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