Avaliação de modelos energéticos para comercialização de energia elétrica ponto a ponto entre consumidores e prossumidores residenciais e comerciais

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Araranguá, Programa de Pós-Graduação em Energia e Sustentabilidade, Araranguá, 2023.O setor de energia elétrica tem se modernizado a fim de reduzir impactos ambientais, econômicos e sociais tanto na construção e operação de usinas de geração, de linhas de transmissão e distribuição quanto no mercado de energia elétrica. Os sistemas fotovoltaicos de geração distribuída são uma solução tecnológica de energia renovável, contribuindo para a atenuação das emissões de gases de efeito estufa, além de favorecerem a diversificação e a descentralização da geração de energia elétrica no país. Atualmente, o excedente da energia elétrica gerado pelos sistemas fotovoltaicos de geração distribuída é injetado na rede de distribuição local e sua comercialização não é permitida. A operacionalidade da geração distribuída é a partir do sistema de compensação de energia elétrica. Entretanto, as normativas que regulam este sistema e o mercado livre de energia elétrica no Brasil estão em constante revisão, a fim de reduzir os incentivos públicos à geração distribuída e permitir o acesso de todos os consumidores ao mercado livre de energia elétrica. Neste contexto, novos modelos de negócios devem ser implementados. Uma alternativa é a comercialização ponto a ponto, que se refere a uma microrrede local composta por consumidores e prossumidores de energia elétrica que compram e vendem energia entre si. Para tanto, o presente trabalho propõe-se a desenvolver modelos energéticos e identificar, entre esses, qual é o mais viável e competitivo para comercializar energia elétrica entre consumidores e prossumidores residenciais e comerciais utilizando a negociação ponto a ponto. Dados de consumo da Celesc-Distribuição foram utilizados para desenvolver e analisar nove modelos energéticos, cada um com dez participantes e diferentes níveis de inserção de sistemas fotovoltaicos. Os modelos são analisados para um dia útil, um sábado e um domingo com perfis de consumo e de geração médios horários diários anuais. Também, uma análise de balanço energético foi realizada para verificar a rentabilidade de uma microrrede com negociação ponto a ponto (P2P) frente ao sistema de compensação de energia elétrica. Espera-se identificar o modelo que tem apresenta 100 % de abatimento de consumo e a menor interação com a distribuidora local. Os resultados apontaram que, em geral, 30 % de inserção de sistemas fotovoltaicos na microrrede é uma quantidade pequena para abatimento do consumo e comercialização P2P e que com 70 % de energia solar fotovoltaica há um excedente significativo sendo vendido para a distribuidora. Entretanto, quando há presença de diferentes classes e perfis de consumo dentro da microrrede, o modelo com 70 % de inserção de sistemas fotovoltaicos pode se tornar mais atrativo.Abstract: The electricity sector has been modernized in order to reduce environmental, health and social impacts both in the construction and operation of generation plants, transmission and distribution lines and in the electricity market. Distributed generation photovoltaic systems are a technological solution for renewable energy, favorable for mitigating greenhouse gas emissions, in addition to favoring the diversification and decentralization of electricity generation in the country. Currently, the excess electricity generated by distributed generation photovoltaic systems is injected into the local distribution network and its distribution is not allowed. The operationality of distributed generation is based on the electricity compensation system. However, the rules that regulate this system and the free electricity market in Brazil are constantly being revised, in order to reduce public incentives for distributed generation and allow all consumers access to the free electricity market. In this context, new business models must be implemented. An alternative is point-to-point distribution, which refers to a local microgrid composed of consumers and prosumers of electricity who buy and sell energy among themselves. Therefore, this work proposes to develop energy models and identify, among these, which is the most viable and competitive to commercialize electric energy between residential and commercial consumers and prosumers using point-to-point negotiation. Consumption data from Celesc-Distribuição were used to develop and analyze new energy models, each with ten participants and different levels of installation of photovoltaic systems. The models are analyzed for a working day, a Saturday and a Sunday with annual daily average hourly consumption and generation profiles. Also, an energy balance analysis was carried out to verify the profitability of a microgrid with peer-to-peer negotiation (P2P) against the electricity compensation system. It is expected to identify the model that has 100 % consumption reduction and the least interaction with the local distributor. The results showed that, in general, 30 % of insertion of photovoltaic systems in the microgrid is a small amount to reduce consumption and P2P consumption and that with 70 % of photovoltaic solar energy there is a significant surplus being sold to the distributor. However, when there are different classes and consumption profiles within the microgrid, the model with 70 % insertion of photovoltaic systems can become more attractive