Geração fotovoltaica distribuída como elementos subsidiário para sistemas de armazenamento de energia em ambiente de tarifas diferenciadas

Abstract

Com o aumento da penetração de fontes renováveis de energia nas redes de transmissão e de distribuição de energia e, especialmente, através da geração distribuída com sistemas solares fotovoltaicos, as flutuações inerentes a estes geradores, que antes eram absorvidas pelas redes de distribuição, agora passam a ser mais críticas. Sistemas de armazenamento de energia surgem como uma alternativa para sanar os efeitos da flutuação da geração e permitir o uso desta energia a qualquer momento. Para permitir e incentivar o uso de sistemas de armazenamento e a redução da demanda em horário de ponta para o consumidor residencial, a Agência Nacional de Energia Elétrica-ANEEL instituiu a modalidade de Tarifa Branca. Esta nova modalidade tarifária abre uma nova possibilidade de investimento aos clientes: o uso de sistemas de armazenamento. Este estudo visa analisar as métricas técnico-econômicas e trazer um novo modelo de custo nivelado de energia para comparar alternativas de investimento em sistemas fotovoltaicos e armazenamento de energia em ambiente de Tarifa Branca dentro do contexto de redes inteligentes no Brasil. Essa análise é possível através da simulação de sistemas de armazenamento de energia e sua interação com a geração fotovoltaica e demanda energética residencial. Os resultados obtidos através da metodologia aplicada evidenciam a necessidade de adequação dos mecanismos de incentivo através do incremento da diferença de postos tarifários, bem como a necessidade de redução de custo destes sistemas, pois, atualmente, não há rentabilidade com o seu emprego. Em um comparativo entre alternativas de investimento foi possível verificar a dependência da geração distribuída na rentabilidade de sistemas híbridos.

Abstract: With the increasing penetration of renewable energy sources like solar photovoltaics in transmission and especially in distribution networks, the natural fluctuations in output power due to the intermittency of the solar resource availability, which were previously absorbed by the distribution network, are now becoming more critical. Energy storage systems emerge as an alternative to compensate these fluctuations and allow the use of stored energy at anytime. The possibility of dispatching renewable energy at peak times can reduce the overload of the distribution network and increase the efficiency of the network. To allow and encourage the use of storage systems and demand reduction at peak times for the residential costumer, the Brazilian Regulatory Energy Agency-ANEEL created a new time-of-use tariff structure, the so-called ?Tarifa Branca?. This new tariff structure opens a new possibility for customers to invest in the use of storage systems. This study aims to analyze the technical-economic metrics and propose a new model of the levelized cost of energy to compare alternative investments in photovoltaic systems and energy storage within the context of smart electricity networks in Brazil. This analysis is possible through the simulation of energy storage systems and its interaction with the photovoltaic generation and residential energy demand. The results obtained through the proposed methodology evidences the need for adapting the incentives mechanisms by increasing the time-of-use tariff spread, as well as the need to reduce battery costs to make storage systems economically viable. Over a comparison between investment alternatives it was possible to verify the dependence on distributed generation on hybrid systems.