Technical and economic feasibility for null annual energy balance of residential consumers through distributed generation

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.O cenário regulatório brasileiro sinalizou para a diversificação da matriz energética do país por meio da instalação de microgeração e minigeração distribuída. Diante disto, há a expectativa de que os consumidores levem em consideração, dentre outros aspectos, os indicadores econômicos associados às tecnologias de geração ao decidir pela instalação em suas residências da geração distribuída. Nesse contexto, esta dissertação propõe uma avaliação da viabilidade do ponto de vista técnico e econômico para instalação de geração distribuída em unidades consumidoras residenciais brasileiras de tal forma que se tenha gerado, ao final de um ano, um montante de energia equivalente àquele consumido no período. O estudo considerou a carga de um consumidor residencial com perfil de consumo compatível com a classe média brasileira. A partir disto, avaliou-se o melhor sistema de geração entre as fontes eólica e fotovoltaica capaz de zerar o balanço energético da unidade consumidora modelada com o menor dispêndio financeiro. Tendo em vista a forte dependência quanto aos fatores do clima para as fontes consideradas, ambientaram-se as simulações entre dez capitais distribuídas nas cinco regiões do país de tal forma que houvesse representatividade dos diversos climas do País. Os resultados demonstraram que a fonte fotovoltaica se sobressai do ponto de vista econômico para as capitais brasileiras. Além disto, foi possível concluir, a partir de uma análise com a metodologia do Valor Presente Líquido, que a instalação de geração distribuída é atrativa para o investidor desde que sua instalação seja financiada a uma taxa de juros de no máximo 2% acima da inflação.The Brazilian regulatory scenario led to the diversification of the country's energy mix through the installation of micro and mini distributed generation. Therefore, there is the assumption that consumers will take into account the associated economic indicators of the generation technologies to decide the installation of generation in their homes, among other aspects. In this context, this work proposes an evaluation of the feasibility in the technical and economic point of view of the installation of distributed generation in Brazilian residential consumer units in a way that, in one year, the energy generated is equivalent to the amount of the energy consumed in the period. The study considered the load of a residential customer with laod profile compatible with middle-class income. It evaluated the best generation system between the wind and photovoltaic sources to neutralize the energy balance of the consumer unit at the lowest cost possible. Due to the strong dependence on climate factors in the generating sources considered, it was decided to set the study in ten capitals among the five regions of the country. The results showed that the photovoltaic source excels from an economic point of view in the Brazilian capitals. Furthermore, it was concluded, from an analysis with the methodology of the net present value, that the installation of the distributed generation is attractive for investors with financing rates smaller than 2% of the inflation rates