Variabilidade de potência em geração fotovoltaica : métodos de suavização, métricas e caracterização

Abstract

As mudanças climáticas induzidas por atividades humanas, causadas principalmente pelas emissões de gases de efeito estufa, representam uma ameaça significativa para a sustentabilidade da vida na Terra. Nesse contexto, as fontes renováveis de energia (RESs), como a geração eólica e a fotovoltaica, cresceram em relevância como alternativas economicamente viáveis. As quedas recentes nos custos dessas tecnologias aceleraram a sua adoção, tornando-as parcelas relevantes da capacidade instalada dos países. Embora relativamente limpas, essas alternativas não estão isentas de impactos negativos, especialmente no que diz respeito à sua integração nas redes elétricas. Relatos na literatura destacam questões como flutuações de tensão, desvios de frequência e a necessidade de maiores reservas operativas, todas decorrentes da natureza estocástica e intermitente dessas fontes. No cenário descrito, este trabalho aborda um desses impactos, o crescimento da variabilidade de potência, dando ênfase ao uso de sistemas de armazenamento de energia em microrredes CA visando a suavização de potência. A revisão da literatura destaca trabalhos que abordam a problemática da variabilidade de potência, métodos de geração de referência para suavização de potência e a caracterização da variabilidade através de funções de densidade de probabilidade, fornecendo subsídios teóricos para a avaliação de métricas vigentes e para a proposição de alternativas. Nesse contexto, faz-se uso de um conjunto de dados experimentais oriundos do NREL (National Renewable Energy Laboratory), a partir do qual são expostas as limitações das métricas comumente utilizadas para avaliar os métodos de geração de referência para suavização de potência. Também com base nos dados, este trabalho avalia os métodos de caracterização da variabilidade de potência baseados em distribuições de probabilidade a partir da implementação de um subconjunto dos métodos mais comuns na literatura. Com base nas limitações encontradas neste trabalho, novas métricas são elaboradas tomando como referência boas práticas do campo da Estatística.