Integration of renewable energy sourses in isolated electrical systems

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO consumo de energia elétrica tem vindo a aumentar globalmente, de ano para ano, devido ao aumento constante de população mundial, ao desenvolvimento tecnológico atual em países desenvolvidos e a evolução de países em desenvolvimento. Sendo que esta tendência não apresenta sinais de abrandamento, a aposta e desenvolvimento de alternativas ao consumo de combustíveis fósseis para a produção de energia é um dever. A produção de energia a partir de fontes de renováveis é o caminho a seguir, de forma a atingir a sustentabilidade energética.A operação de sistemas isolados com alta penetração de energias renováveis, embora seja um passo em direção à sustentabilidade energética, traz problemas acrescidos na gestão do equilíbrio entre a produção e a procura de energia, devido a geração inconstante e a falta de resposta a variações de carga. A introdução de sistemas de armazenamento de energia à escala do sistema elétrico, para auxiliar a integração de energias renováveis na produção de eletricidade, é a solução analisada nesta dissertação, utilizando os sistemas elétricos das ilhas da Graciosa e do Porto Santo como esto de caso. Com recurso ao software Hybrid Optimization Model for Electric Renewable (Homer Energy Pro), desenvolvido especialmente para o design e análise tecno-económica de sistemas híbridos de pequena dimensão, apresenta-se o dimensionamento e análise dos sistemas referidos anteriormente, a avaliação do impacto da introdução de sistemas de armazenamento e a capacidade de estes operarem totalmente a partir de fontes de energia renovável.The electrical energy consumption has been increasing globally, year by year, due to continuous world population growth, the current technological development in developed countries and the evolution of developing countries. Considering that this trend shows no signs of slowing down, the investment and development of alternatives to fossil fuel consumption relating to energy production is an obligation. Production of energy from renewable sources is the way in order to achieve energy sustainability. The operation of isolated systems with high penetration of renewable energies, although it is a step towards energy sustainability, brings increased problems in the management of the balance between production and demand for energy, due to inconstant generation and lack of response to load variations. The introduction of energy storage systems in the electric system, to help the integration of renewable energies in the production of electricity, is the solution analyzed in this dissertation, using the electrical systems of the islands of Graciosa and Porto Santo as a starting point. With the use of Hybrid Optimization Model for Electric Renewable (Homer Energy Pro) software, developed entirely for the desing and techno-economic analysis of small-sized hybrid systems, the sizing and analysis of the systems mentioned above, the assessment of the impact of the introduction of storage systems and the ability of them to operate fully from renewable energy sources nowadays are presented