Dissertação
Pumped Hydropower Storage and Integration of Renewables in Hybrid Energy Solutions Multi-Objective Optimization with GRG Nonlinear and NSGA-II Algorithm EVALUATED
A presente tese explora o armazenamento de energia hidroelétrica por bombagem (PHS) e sua integração em soluções híbridas de energias (HES). O processo de armazenamento foi analisado laboratorialmente e por simulação no WaterGEMS. Um novo modelo algorítmico, HY4RES, foi desenvolvido para simulação e otimização de soluções híbridas com integração de PHS, com MS-Solver ou Python, no âmbito do water-energy nexus. Os métodos de otimização incorporam uma ou duas funções objetivo com variáveis flexíveis para avaliar diferentes soluções. O modelo foi implementado em casos de estudo de grande e pequena escala. O primeiro, um sistema de irrigação, analisa diferentes métodos de otimização para três cenários. A dimensão do consumo de água para irrigação ditou fortemente a flexibilidade do sistema e a sua fiabilidade ao longo da época. A importância de conceber modelos que avaliem tanto as necessidades de energia como de água é evidenciada pela comparação com a análise realizada no software HOMER. O segundo caso de estudo, baseado numa pequena comunidade energética, explora o desempenho do modelo para um perfil flutuante de consumo energético. Sendo este maior nos meses de inverno, em que a energia solar é também mínima, o cenário com energia eólica, ligado à rede, é o mais atrativo economicamente, com apenas 8.3% de dependência da rede, enquanto o cenário autónomo de energia solar, eólica e PHS se apresenta como uma solução independente da rede elétrica e sustentável. Em última análise, o modelo HY4RES mostrou excelência na análise técnica e económica de sistema híbridos.
dezembro 3, 2024, 13:0
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Orientação
ORIENTADOR
Helena Margarida Machado da Silva Ramos
Departamento de Engenharia Civil, Arquitetura e Ambiente (DECivil)
Professor Catedratico