Identificação da combinação ótima das fontes de energia renovável de origem hídrica, eólica e fotovoltaica para a integração no sistema elétrico português

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de EnergiaA energia dos séculos passados encontrava-se monopolizada pelas energias fósseis, uma opção que conduziu ao desgaste do meio ambiente e do planeta. Atualmente estudam-se alternativas a essas energias com objetivos como a redução dos impactos ambientais – como o efeito estufa – ou a autossuficiência dos países na redução das suas importações de energia, para além dessas energias permitirem a execução das normas e diretivas impostas pela união europeia como a 20-20-20. Esses estudos despertaram interesse e contribuíram para a escolha do tema do trabalho. O tema aborda as potencialidades que advêm da combinação de três energias renováveis – hídrica; eólica e fotovoltaica – que resultam numa combinação energética. A procura da combinação de energia renovável ótima é feito de maneira a ser integrado no sistema de energia elétrica, alcançando as metas propostas pelas diretivas da união europeia numa forma mais eficiente. Uma energia por si só não possibilita o acompanhamento entre o perfil da energia renovável e o perfil do consumo. No entanto a combinação de três energias já o permite, devido à maior complementaridade entre as fontes tornando o diagrama do perfil renovável mais constante. O trabalho foca-se apenas em Portugal – apesar do crescimento de uso destas energias no estrangeiro – para os anos de 2011 e 2012 na tentativa de compreender a situação em que se encontrava e de que forma poderá melhorar com base na identificação do mix ótimo e das energias renováveis. De acordo com esse aspeto o trabalho começa por ter em conta a variância da produção térmica e a análise dos seus custos. O objetivo para ambos os casos é a minimização destes dois fatores de forma a saber quais as capacidades instaladas para cada uma das fontes renováveis em estudo. Para se conseguir alcançar os objetivos traçados neste trabalho foi necessário fazer-se uma análise matemática e estatística. Essa foi seguida de uma investigação dos recursos renováveis estudados e da análise do modelo utilizado para se obter os resultados da otimização e para a criação dos cenários testados.Abstract: In the late centuries the energy was monopolized by the fossil energy, an option that led to the wear out of the environment and the planet. In the present time alternatives are being studied with other purposes, like searching for other energies that will reduce environmental impacts – like greenhouse effect – or it will allow the countries to be self-sufficiency by reducing their energy imports. Those energies also allow the execution of the standards and directives imposed by the European Union, such as the 20-20-20. These studies drew attention and contributed to the choice of the thesis theme. That theme focuses the arising potential from the combination of three renewable energies -hydro; wind and photovoltaic - resulting in an energy combination. The search for the optimal combination of renewable energy is done with the purpose of being integrated in the electricity system and accomplishes the proposals for the European Union directives in order to achieve more efficient goals. A sole energy does not allow tracking between the profile of renewable energy and the demand profile. But the combination of three energies allows that, due to a greater complementarity between the sources that makes more constant the diagram of the profile of renewable energy. This work focuses only on Portugal - in spite of the growing use of these energiesin foreign countries- for the years of 2011 and 2012, in an attempt to understand the situation in these years and how it can be improved, based on the identification of the optimal mix and renewable energy. According to this line of work it begins by taking account of the variance of the thermal production and by analyzing its costs. The aim in both cases is the minimization of these two factors in order to know what is the installed capacity for each renewable source under study. To be able to achieve the aims for this work it was necessary to do a mathematical and statistical analysis. That was followed by an investigation of the renewable resources already studied and by the analysis of the model used in order to obtain the results of the optimization and for the creation of test scenarios