Por Peter Lilienthal em13 de fevereiro de 2018 – HOMER Microgrid.
Há muito interesse na ideia de energia 100% renovável, tanto a partir de uma perspectiva política e técnica. Para entender algumas das questões em torno deste objetivo, é útil olhar para sistemas menores, onde as altas penetrações de renováveis estão começando a se tornar mais comuns.
Pode ser que a energia 100% renovável seja um objetivo mais razoável para uma pequena microgrid, e não em uma grande rede nacional ou regional.
Na HOMER Energy, estamos analisando a economia de integrar diferentes penetrações de energia renovável em microgrículas há décadas. Isso é muitas vezes para fornecer acesso à energia em áreas remotas que tradicionalmente não têm acesso a eletricidade confiável, nem a nenhum. Nós fomos recentemente encarregados pelo Banco Mundial de olhar as opções de energia para uma pequena aldeia nas Ilhas Salomão.
Acontece que há vantagens econômicas importantes para incluir uma quantidade relativamente pequena de energia de backup não renovável em um sistema renovável que pode incluir o armazenamento de bateria solar e / ou vento. E, este resultado aparece frequentemente no HOMER Pro, em muitos tipos de configurações de sistema. Em outras palavras, a retirada do objetivo 100% renovável – mesmo que apenas um pouco – pode produzir economias de custos dramáticas. Os motivos são bastante técnicos, mas fáceis de observar no contexto do software HOMER Ⓡ Pro.
As Ilhas Salomão estão localizadas no Pacífico Ocidental, a leste de Papua Nova Guiné e tem uma população de cerca de 600 mil pessoas espalhadas entre as muitas ilhas. Mais de 75% das pessoas estão envolvidas em subsistência e pesca. A maioria dos bens, incluindo o gasóleo para geração de energia, deve ser importado a um custo considerável. Oitenta e sete por cento (87%) da população rural ou 495.000 – não têm acesso à eletricidade. Como resultado, as energias renováveis oferecem a promessa de importantes economias de custos para as pessoas das Ilhas Salomão.
As ilhas Salomão têm um excelente recurso solar, mas, como muitas ilhas e outras partes dos países em desenvolvimento, eles têm dificuldade em fornecer energia confiável e acessível. As cargas são demasiado pequenas ou muito isoladas para uma extensão de uma grade maior para ter sentido econômico.
O desafio deles é compartilhado por ilhas e países em desenvolvimento em todo o mundo. Em muitas partes do mundo em desenvolvimento, a utilidade nacional não está fornecendo um poder confiável e acessível mesmo para as principais cidades, mas fornecer energia confiável e acessível com tecnologias convencionais para as áreas menores e mais isoladas é ainda mais difícil.
Felizmente, devido aos avanços em energia renovável, eletrônica de potência e armazenamento, essas áreas mais pequenas e mais isoladas agora têm novas opções que exigem novas formas de pensar. Em vez de simplesmente instalar um gerador de diesel que seja relativamente barato para instalar, mas muito caro para operar, um sistema que obtém a maior parte de sua energia a partir da energia solar (ou do vento) é relativamente caro para instalar, mas muito barato para operar.
É também um sistema mais complicado porque a energia solar e o vento não se mantêm sozinhos. Eles exigem alguma combinação de gerenciamento de armazenamento, gerenciamento de carga e / ou backup para fornecer uma energia consistente e confiável.
Uma das grandes vantagens desses sistemas mais complexos é a capacidade de fornecer energia 24 horas. Em todo o mundo, existem pequenos sistemas diesel que só fornecem energia a tempo parcial porque um gerador diesel dimensionado para atender a uma carga máxima é horrivelmente ineficiente para fornecer cargas menores.
O desafio para projetar um sistema 100% renovável vem durante os períodos excepcionais em que há vários dias nublados seguidos. Um sistema suficientemente grande para continuar a entregar o mesmo nível de serviço durante esses períodos teria um excesso de capacidade substancial durante os outros 95% do tempo. Alternativamente, o nível de serviço poderia ser reduzido durante esses períodos. Isso exigiria mudanças sofisticadas de gerenciamento de carga ou comportamento por parte dos usuários finais.
Nós modelamos essas alternativas, incluindo uma caixa de todo diesel para comparação, e dados os custos de capital, custos operacionais, consumo de combustível e emissões de carbono dessas alternativas, o sistema com grande penetração de energia renovável e backup de diesel – para esses períodos nublados – claramente ultrapassa o sistema 100% renovável para o desempenho econômico.
