Estimativa do potencial de implantação de sistemas fotovoltaicos flutuantes para redução da evaporação em reservatórios hídricos do Ceará
Autor(es):
Sousa, Ademar Almeida De
Palavras Chaves:
Energia solar fotovoltaica; Usinas fotovoltaicas flutuantes; Disponibilidade hídrica;
Ano de Publicação:
2023
Resumo:
O Brasil é um país com grande potencial para energia renovável graças à abundância de seus recursos hídricos, porém regiões como o Nordeste brasileiro enfrentam desafios na manutenção da disponibilidade hídrica devido ao clima semiárido, consequentemente a evaporação. A construção de reservatórios artificiais e adutoras tem sido uma medida histórica para prolongar a disponibilidade hídrica nessa região, ainda assim estudos indicam que grande parte da água armazenada é perdida por evaporação, representando um risco maior devido às projeções de elevação da temperatura em decorrência das mudanças climáticas provocadas pelas emissões de gases de efeito estufa. A geração de energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos flutuantes é apresentada como uma alternativa tecnológica inovadora e promissora para aproveitar o potencial solar nordestino e minimizar a perda de água por evaporação de reservatórios, além de contribuir para a expansão da geração de energia renovável e a descarbonização da matriz elétrica brasileira. Diante disso, este trabalho tem o objetivo de estimar o potencial de geração de energia elétrica, através de sistemas fotovoltaicas flutuantes e seu impacto na redução da evaporação sazonal de dois reservatórios de abastecimentos públicos no Estado do Ceará denominados de açude Gavião e açude Curral Velho. A metodologia empregada envolveu a parametrização e estimativas das usinas fotovoltaicas por meio do software PVSyst, assim como a utilização de equações matemáticas e estatísticas para estimar a evaporação existente e evitada. Os resultados obtidos apresentaram que as duas usinas fotovoltaicas flutuantes nos açudes Gavião e Curral Velho possuem acessibilidade viária favorável, estando próximo de rodovias. Em termos de conexão elétrica, existem subestações de 69 kV próximas aos açudes, facilitando o escoamento da energia produzida. A estimativa do potencial de geração das usinas resultou em uma potência nominal de 14,36 MWp para o açude Gavião e 7,18 MWp para o açude Curral Velho. A contribuição das usinas em relação ao consumo de energia da Estação de Tratamento de Água (ETA) Gavião é de 41,14%. As usinas também ajudam a reduzir a evaporação de água nos açudes, o que representa 1,30% e 2,33% da capacidade do açude Gavião e do açude Curral Velho, respectivamente. Do ponto de vista econômico, as usinas apresentam um retorno atrativo dos investimentos, com payback ocorrendo em cerca de 16 anos. Conclui-se que a implementação de usinas fotovoltaicas flutuantes nos açudes Gavião e Curral Velho apresenta uma proposta viável tanto do ponto de vista técnico quanto econômico.
Abstract:
Brazil is a country with great potential for renewable energy thanks to the abundance of its water resources, but regions such as the Brazilian Northeast face challenges in maintaining water availability due to the semi-arid climate, consequently evaporation. The construction of artificial reservoirs and pipelines has been a historical measure to prolong water availability in this region, yet studies indicate that a large part of the stored water is lost through evaporation, representing a greater risk due to projected increases in temperature as a result of climate change. climate change caused by greenhouse gas emissions. The generation of electricity through floating photovoltaic systems is presented as an innovative and promising technological alternative to take advantage of the northeastern solar potential and minimize water loss due to evaporation of reservoirs, in addition to contributing to the expansion of renewable energy generation and decarbonization of the Brazilian electrical matrix. In view of this, this work aims to estimate the potential for electric power generation through floating photovoltaic systems and their impact on reducing seasonal evaporation of two public supply reservoirs in the State of Ceará called Gavião dam and Curral Velho dam. The methodology used involved the parameterization and estimates of photovoltaic plants through the PVSyst software, as well as the use of mathematical and statistical equations to estimate existing and avoided evaporation. The results showed that the two floating photovoltaic plants in the Gavião and Curral Velho dams have favorable road accessibility, being close to highways. In terms of electrical connection, there are 69 kV substations close to the dams, facilitating the flow of energy produced. The estimate of the generation potential of the plants resulted in a nominal capacity of 14.36 MWp for the Gavião dam and 7.18 MWp for the Curral Velho dam. The contribution of the plants in relation to the energy consumption of the Gavião Water Treatment Station (ETA) is 41.14%. The plants also help to reduce water evaporation in the dams, which represents 1.30% and 2.33% of the capacity of the Gavião dam and the Curral Velho dam, respectively. From an economic point of view, the plants present an attractive return on investment, with payback occurring in about 16 years. It is concluded that the implementation of floating photovoltaic plants in the Gavião and Curral Velho dams presents a viable proposal both from a technical and economic point of view.
Tipo do Trabalho:
Dissertação
Referência:
Sousa, Ademar Almeida De. Estimativa do potencial de implantação de sistemas fotovoltaicos flutuantes para redução da evaporação em reservatórios hídricos do Ceará. 2023. 86 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2023) - Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza, 2023. Disponível em: Acesso em: 5 de maio de 2024
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