Estudo da viabilidade técnico-econômica preliminar de um sistema térmico híbrido PTC-RSU para a geração de energia elétrica no Estado do Espírito Santo

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dc.contributor.advisor-co1Santos, José Joaquim Conceição Soares
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.advisor-co2Co-orientador2
dc.contributor.advisor-co2IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.advisor-co3Co-orientador3
dc.contributor.advisor-co3IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.advisor-co3Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.advisor-co4Co-orientador4
dc.contributor.advisor-co4IDID do co-orientador4
dc.contributor.advisor-co4LattesLattes do co-orientador4
dc.contributor.advisor1Fardin, Jussara Farias
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.advisor2Orientador2
dc.contributor.advisor2IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.advisor2Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.authorSant’Ana, Brunella Bermudes Prati
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee1Rocha, Helder Roberto de Oliveira
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee2Faria, Pedro Rosseto de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee33º membro da banca
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/
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dc.contributor.referee44º membro da banca
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dc.contributor.referee55º membro da banca
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/
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dc.contributor.referee66º membro da banca
dc.contributor.referee6IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee6Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee77º membro da banca
dc.contributor.referee7IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee7Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.date.accessioned2024-10-25T22:17:52Z
dc.date.available2024-10-25T22:17:52Z
dc.date.issued2024-06-27
dc.description.abstractThe growing concern about rising global temperatures has sparked debate in various sectors of society. In the context of electricity generation, the transition to more sustaina ble energy sources is becoming an urgent necessity, given the importance of electricity in all spheres of modern life. This study aims to analyze the technical and economic feasibi lity of implementing a thermosolar-biomass plant in the state of Espírito Santo, with the aim of providing a clean and sustainable source of energy for both the state and the regio nal distribution network. The proposed system consists of a combination of technologies, including a solar generation plant with parabolic trough collectors (PTC) together with the combustion of locally generated Municipal Solid Waste (MSW) in order to mitigate the intermittency of the solar source. The methodological approach of the research pre sented involves localization studies using road routes for transporting the MSW, research into solar irradiation in the location of the plant, simulations using IPSEPro software to thermodynamically analyze the plant and determine electricity generation, as well as preliminary economic feasibility studies, considering basic investment costs and return. The results of the research indicate that it is possible to achieve a generation capacity of between 28MW and 78MW of gross electrical power, depending on the configuration of the hybrid plant. For maximum electricity generation, the plant’s solar field is made up of 88 collectors, each 1.50 meters long, installed over an area of approximately 7.2 hectares. To guarantee continuous energy generation, it was estimated that a logistical quantity of 27.04kg/s of MSW could be delivered to the site identified in the studies as ideal for installing the plant, located in Cariacica, where the waste is incinerated and the heat from combustion is used to heat the solar field fluid at night. Economically, the project has a maximum initial investment of around R$522,000,000.00, with a return of up to 7 years (considering attenuation scenario of 60% of revenue), which demonstrates the viability of the project. However, an initial investment of this size is only feasible with the support of public policies to encourage the use of renewable sources and low interest rates for financing. The investment and development of this hybrid power plant initiative represents a significant step forward in the state’s renewable energy sector, contributing to the reduction of greenhouse gas emissions and the diversification of the regional electricity matrix
dc.description.resumoA crescente preocupação com o aumento da temperatura global tem suscitado debates em diversos setores da sociedade. No contexto da geração de energia elétrica, a transição para fontes energéticas mais sustentáveis torna-se uma necessidade urgente, dada a im portância da eletricidade em todas as esferas da vida moderna. Este estudo visa analisar a viabilidade técnico-econômica da implementação de uma usina termossolar-biomassa no estado do Espírito Santo, com o objetivo de fornecer uma fonte de energia limpa e sustentável tanto para o estado quanto para a rede de distribuição regional. O sistema proposto consiste em uma combinação de tecnologias, incluindo uma planta de geração solar com coletores do tipo calha parabólica (PTC - Parabolic Trough Colector, em Inglês) juntamente com a combustão de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) gerados localmente, a fim de mitigar a intermitência da fonte solar. A abordagem metodológica da pesquisa apresentada envolve estudos de localização por meio de rotas rodoviárias para transporte do RSU, pesquisa em irradiação solar na localidade de implantação, simulações utilizando o software IPSEPro para análise termodinâmica da planta e determinação da geração de energia elétrica, além de estudos preliminares de viabilidade econômica, considerando cus tos básicos de investimento e retorno. Os resultados da pesquisa indicam que é possível alcançar uma capacidade de geração entre 28MW e 78MW de potência elétrica bruta, a depender da configuração da usina híbrida. Para a máxima geração de eletricidade, o campo solar da planta é composto por 88 coletores de 1,50 metros de comprimento cada, instalados em uma área de aproximadamente 7,2 hectares. Para garantir a geração contí nua de energia, foi estimado que uma quantidade logística de 27,04kg/s de RSU pode ser entregue ao local identificado nos estudos como ideal para a instalação da usina, locali zado em Cariacica, onde os resíduos são incinerados e o calor proveniente da combustão é aproveitado para aquecer o fluido do campo solar durante a noite. Economicamente, o em preendimento demonstra um investimento inicial máximo na ordem de R$522.000.000,00, com retorno em até 07 anos (considerando cenário de atenuação de 60% da receita), o que demonstra a viabilidade do projeto. Entretanto, um capital para aporte inicial desse porte somente se faz viável com suporte de políticas públicas de incentivo a utilização de fontes renováveis e baixas taxas de juros para financiamentos. O investimento e desenvol vimento dessa iniciativa de usina híbrida representa um avanço significativo no setor de energia renovável do estado, contribuindo para a redução das emissões de gases de efeito estufa e para a diversificação da matriz elétrica regional
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/18072
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectUsinas Híbridas
dc.subjectEnergia solar concentrada
dc.subjectResíduos sólidos urbanos
dc.subjectFontes renováveis
dc.subjectEnergia limpa
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleEstudo da viabilidade técnico-econômica preliminar de um sistema térmico híbrido PTC-RSU para a geração de energia elétrica no Estado do Espírito Santo
dc.typemasterThesis
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