Dissertação

{en_GB=Self-consumption and grid defection are not system optimal} {} EVALUATED

{pt=A redução de emissões de gases de efeito estufa através da implementação de políticas energéticas levou ao crescimento mundial da capacidade de geração renovável de energia. Apesar de sistemas isolados da rede serem essencialmente associados a locais remotos, projeções de redução contínua de custos de produção e armazenamento de energia fotovoltaica despoletaram debate em torno da possibilidade de abandono da rede. Esta dissertação visa analisar a performance e viabilidade económica de sistemas fotovoltaicos residenciais isolados com armazenamento de energia (baterias de lítio) em Portugal e outros países. Desenvolveu-se uma rotina em Matlab de forma a estudar a influência que parâmetros de localização, perfil de carga, fiabilidade e componentes possam ter na viabilidade econômica e desempenho de sistemas isolados. Verificou-se que sistemas isolados com fiabilidade idêntica à rede possuem custos de energia 420% superiores ao consumo residencial em Portugal. Introduzir um gerador de combustível reduz este valor para 144 %. Considerar um perfil médio de carga produz um custo de energia 10% menor quando comparado com um perfil de carga individual. Países com valores mais baixos de radiação solar necessitam de sistemas de maior capacidade. Verificou-se ser possível atingir custos de energia mais próximo de um consumidor residencial ligado à rede, no entanto com níveis de fiabilidade demasiadamente reduzidos para poderem constituir um cenário plausível de abandono da rede. Esta tese conclui que o abandono de rede é um cenário altamente improvável, uma vez que o consumo de eletricidade na rede Portuguesa é mais econômico, fiável e confortável., en=Reducing greenhouse gas emissions using regulatory frameworks and policies has led to Worldwide renewable energy generation growth. The grid’s high level of reliability, its’ relative low cost of energy and the intermittent nature of renewables has constrained off-grid generation mainly to remote areas, however projections for continuous reduction of PV and storage costs has generated debate for “living off-grid” and grid defection. This thesis analyses comprehensively the feasibility of residential off-grid photovoltaic lithium-ion battery systems and their economic viability in Portugal and other countries. A Matlab routine was developed in order to study how location, type of load profile, system reliability and architecture may have in the economic viability and performance of off-grid systems. Grid like reliability using photovoltaic and storage systems was found to produce costs of energy 420% higher than regular household electricity consumption prices in Portugal. Adding Backup generators can reduce it to 144% although with increased CO2 emissions. Averaged multi-household load profiles produced off-grid cost of energy 10% lower when comparing with individual profiles. Countries with lower values of yearly solar radiation require larger sized systems which result in higher off-grid cost of energy. The best comprise between reliability parameters and cost of energy was evaluated using multi-objective optimal Pareto front analysis. It was found that optimal systems reach costs of energy closer to household on-grid consumers although with decreased reliability. This thesis found grid defection to be highly unlikely since the grid provides with more cost effective, reliable and comfortable electricity consumption.}
{pt=Abandono da rede, sistemas isolados, sistemas fotovoltaicos, armazenamento de energia, baterias de lítio, custo de energia., en=Grid defection, Off-grid, Solar PV, Storage, Lithium-ion, Cost of energy}

Outubro 30, 2020, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Célia Maria Santos Cardoso de Jesus

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Luís António Fialho Marcelino Ferreira

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático