ISEP - DM – Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia
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Browsing ISEP - DM – Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia by advisor "Azevedo, Manuel Maria Pereira de"
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- Agregação de Produção Renovável no Âmbito da Produção em Regime de Mercado em PortugalPublication . Chaves, Jéssica Lisandra; Azevedo, Manuel Maria Pereira deAs relações comerciais presentes no mercado elétrico português têm sofrido várias transformações, verificando-se um afastamento ao longo dos anos da intervenção do Estado Português. A adesão de Portugal à Comunidade Económica Europeia (CEE), em 1985, possibilitou a criação de medidas que permitiram a livre concorrência dos intervenientes da produção e comercialização de energia elétrica, consubstanciando a abertura do setor, produzindo eletricidade de forma distribuída a qualquer cidadão ou empresa. (1). Atualmente, verifica-se a completa liberalização do setor, sendo possível, independentemente da potência contratada, que qualquer cliente escolha o seu fornecedor de energia. Assim, à semelhança de outros países europeus, foi criada uma figura de mercado no desígnio de facilitar as relações comerciais entre produtor e comercializador (vulgo agente de negociação). Este agente de negociação, aquando em ambiente de mercado, é conhecido como agente agregador, que minimiza custos ao comercializador e maximiza os proveitos dos produtores. O agregador terá de conhecer o perfil energético e o risco associado a cada produtor, calculando a previsão resultante da sua negociação de venda no mercado ibérico. Dito isto, a presente dissertação tem como desígnio o desenvolvimento de um sistema capaz de auxiliar a previsão da produção de energia através de fontes renováveis, cuja aplicação seja útil para a redução de desvios energéticos.
- Análise económica da municipalização da gestão da rede de distribuição de baixa tensãoPublication . Barbosa, Victor Emanuel Soares; Azevedo, Manuel Maria Pereira deA distribuição de energia elétrica em baixa tensão em Portugal é de responsabilidade dos municípios, portanto esta atividade pode ser desempenhada através de contra- ´ tos de concessões, consórcio formados por municípios regionais, ou até mesmo pelo próprio município, sendo neste caso a municipalização. A maior parte dos municípios desempenham esta responsabilidade através de contratos de concessão, em sua maioria, com a EDP Distribuição, entretanto estes contratos findam-se entre 2016 e 2026, ficando então o município encarregado de escolher entre continuar com concessões ou municipalizar a distribuição em baixa tensão. A fim de servir como uma ferramenta de auxílio para tomada o entendimento da questão levantada, foi desenvolvido este trabalho, apresentando uma analise económica da municipalização com a criação de uma aplicação˜ web para automatização dos cálculos e geração da análise para diferentes municípios; três pontos de vista: do município a municipalizar, do município a concessionar, e da empresa concessionaria; e dois estudos de caso: do município de São João da Madeira e de Alfândega da Fé.
- Análise Integração de Armazenamento de Energia na Rede EléctricaPublication . Oliveira, Diogo Moisés Ferreira; Ferreira, Maria Judite Madureira da Silva; Azevedo, Manuel Maria Pereira deA ideia principal deste trabalho é a criação de um modelo que seja economicamente viável para a introdução de sistemas de armazenamento de energia ligados à rede elétrica. Este modelo, poderá por um lado, criar novas oportunidades na indústria elétrica, podendo vir a criar novos postos de trabalho, quer seja num aumento significativo das indústrias em geral em terem pessoas dedicadas à sua própria gestão de carga, seja por entidades instaladoras que irão dedicarse ao dimensionamento, instalação e manutenção dos equipamentos, por outro lado poderá permitir que seja feita uma utilização mais eficiente e eficaz dos recursos renováveis, passando a existir stock de energia. O sistema Elétrico a nível mundial nas últimas duas décadas mudou radicalmente o seu paradigma, para além da forte evolução ao nível do transporte e distribuição, o consumo e produção evoluíram de uma forma muito particular, principalmente a produção. Com a forte penetração de instalações de produção de energia renovável na rede elétrica, sobretudo de fontes renováveis intermitentes, tais como a Eólica e Solar a previsão necessária para que todo o sistema funcione garantindo sempre a qualquer momento que a produção é igual à carga mais perdas torna-se cada vez mais difícil, pois para além da previsão de consumo hoje é também necessário fazer uma previsão de produção que se complica devido á necessidade de introduzir na rede a energia produzida pelas fontes classificadas como PRE. Esta instabilidade na produção, faz com que os vários mercados grossistas organizados se tornem incrivelmente instáveis, o que provoca grandes perdas para os players do mercado em diversas situações. Contudo o consumidor final acaba por ser o mais prejudicado, uma vez que de forma a garantir a sua sustentabilidade os comercializadores vêm-se obrigados a trabalhar com margens maiores para cobrir o risco associado às flutuações do mercado. A integração de armazenamento de energia na rede poderá estabilizar o mercado, no entanto, uma das maiores vantagens desta integração será a capacidade de evitar a construção de novas centrais produtoras, sendo que se poderá utilizar a reserva existente nas horas de menor consumo para suprir as necessidades das horas de maior procura. A energia elétrica pode ser armazenada de diversas formas, este trabalho, tem como objetivo estudar a tecnologia e o modelo mais viável para o desenvolvimento da integração de armazenamento na rede elétrica, será sempre tido em conta a exequibilidade das soluções a nível técnico. São explicitadas duas formas de integração, uma, de forma distribuída, outra de forma centralizada. Neste trabalho é dada primazia à vertente económica do modelo, sendo estudados preços reais das soluções, assim como preços reais do mercado de energia e do acesso às redes. Os aspetos técnicos do armazenamento são importantes, sendo tomada em conta os ciclos de vida dos equipamentos e o rendimento dos mesmos, sendo pelas análises já efetuadas, um fator determinante para a viabilidade dos modelos de negócio. As tecnologias em análise, passam por baterias de Lítio, Pumped Hydro Storage, Adiabatic compressed air energy storage, Baterias de Vanadium Redox Flow, Baterias de Sodium Sulfur, Hydrogen Storage, Renewable methane storage.
- Análise técnico-financeira de unidade de produção de hidrogénio verde com integração de uma central fotovoltaicaPublication . Almeida, Tiago Filipe Coelho de; Azevedo, Manuel Maria Pereira deA presente dissertação, explora a viabilidade técnica e económica de uma unidade de produção de hidrogénio verde, utilizando uma central fotovoltaica, baterias e conexão à rede pública de eletricidade. Inicialmente, com o intuito de apresentar e compreender as temáticas a abordar foi realizada um estado da arte sobre os componentes do sistema de produção de hidrogénio verde, incluindo eletrolisadores, baterias e energia solar fotovoltaica. Também foi discutido os benefícios ambientais do hidrogénio verde, destacando a sua contribuição para a redução das emissões de gases de efeito estufa, a promoção da independência energética e a criação de uma matriz energética mais sustentável para Portugal e para o mundo. A integração da energia solar fotovoltaica no processo de produção de hidrogénio é apontada como um passo importante na caminhada rumo à neutralidade carbónica, alinhando-se com as metas estabelecidas por acordos internacionais, como o Acordo de Paris. Em seguida, foi realizado o estudo em si, este propõe a integração de uma central solar fotovoltaica com uma potência de 20 MW e um eletrolisador de 10 MW, complementados por baterias que armazenam o excesso de energia solar. Foi realizado o dimensionamento da central fotovoltaica utilizada considerando a sua localização, as características dos equipamentos e ainda o cálculo do custo nivelado da energia (LCOE), com e sem o uso de baterias. Posteriormente, foi feita a escolha do eletrolisador com base numa análise técnica detalhada, abordando o seu funcionamento e características, como o tipo de membrana e os custos associados. Seguidamente foram considerados quatro cenários de operação, variando a integração das baterias e a aquisição de energia da rede através de contratos de Power Purchase Agreement (PPA), para garantir a aquisição de energia renovável da rede, quando necessário, que permitiram avaliar o impacto das diferentes configurações na eficiência e no custo da produção de hidrogénio. No final, a tese apresenta uma análise detalhada dos resultados obtidos nos quatro cenários de operação, comparando o custo de produção de hidrogénio (€/kg-H2), o tempo de operação do eletrolisador, a flexibilidade oferecida pelas baterias e o impacto da compra de energia da rede.
- Armazenamento e partilha de energiaPublication . Franco, João Carlos Parente; Azevedo, Manuel Maria Pereira dePara uma correta compreensão da comercialização de energia elétrica no mercado liberalizado, quer no setor empresarial quer no doméstico, é necessário entender a evolução do setor elétrico nacional e da gestão dos recursos energéticos, tal como as Redes Inteligentes e os Agentes Virtuais. Tendo como base os Agentes Virtuais, cujo objetivo é a comercialização de energia e, principalmente, assegurar a otimização de custos/remunerações dos players associados, estudaram-se e desenvolveram-se duas metodologias inovadoras, sendo estas o armazenamento e a energy sharing, temas principais abordados nesta dissertação. A metodologia de energy sharing a implementar, baseada na gestão de recursos energéticos, permitirá evitar o desperdício de energia produzida não necessária para o produtor, sendo esta energia partilhada com recurso a uma plataforma informatizada de gestão. O principal contributo da presente dissertação relaciona-se com a resolução das problemáticas do desperdício energético e dos preços, atualmente muito elevados, da energia, através da implementação de sistemas de armazenamento modernos mais eficientes que atuam quando a produção fotovoltaica é baixa e o sistema encontra um défice de energia, tendo, assim, de se calcular a melhor opção de compra de energia em função do preço, de modo a assegurar a continuidade de serviço. Para validar esta metodologia de armazenamento proposta criou-se um simulador, que posteriormente é caraterizado, caraterização essa que abrange todas as etapas da sua criação, desde a fase dos testes iniciais até à otimização final, incluindo os parâmetros que o integram. De forma a observar os resultados práticos deste modelo, criaram-se cenários de clientes tipo diferentes, analisando os resultados obtidos tanto para o cliente, como para o comercializador. Com estas duas metodologias são alcançados diversos fatores positivos, tais como uma redução da fatura energética e da dependência energética da rede, um aumento da margem do comercializador de energia, e, sobretudo, uma gestão racional de consumos. De seguida, efetuam-se as devidas análises e conclusões sobre os resultados alcançados.
- Autoconsumo: Um Elemento de Eficiência EnergéticaPublication . Silva, Diogo Maximino Ribeiro da; Azevedo, Manuel Maria Pereira deNos últimos anos assistiu-se ao crescente aumento do custo da Energia Elétrica (EE), com grande impacto após o ano 2012 devido à alteração no escalão da taxa de IVA aplicável. Por outro lado tem-se ainda vindo a verificar o aumento do défice tarifário devido a um conjunto de medidas e decisões estratégicas que atualmente estão a ser pagas por todos os consumidores de energia. A introdução dos programas da microprodução seguida da miniprodução, por parte da Direção Geral de Energia e Geologia (DGEG), permitiu aos pequenos e grandes consumidores de EE, efetuar localmente produção de EE por intermedio de fontes renováveis. Contudo, segundo as “limitações” por parte destes programas, apenas era permitido aos novos pequenos produtores injetar toda a eletricidade produzida na rede elétrica, não proporcionando qualquer benefício ao nível do consumo de energia local. Ano após ano, tem-se verificado uma revisão negativa, por parte da DGEG, sobre as tarifas de remuneração da energia produzida por estes sistemas, o que abalou significativamente um setor que até aqui tinha vindo a crescer a passos largos. Tendo em conta esta nova realidade surge a necessidade de procurar alternativas mais viáveis. A alternativa proposta, não é nada mais do que uma “revisão eficiente” dos atuais sistemas em vigor, permitindo assim aos pequenos produtores, atenuar os consumos energéticos e injetar na rede os excedentes de energia. O Autoconsumo revoluciona assim os atuais mecanismos existentes, garantindo deste modo que os consumidores de EE possam reduzir a sua fatura de eletricidade através da geração local de energia.
- Estudo de preços de energia no mercado spot e futuros no MIBELPublication . Nascimento, João Filipe Oliveira; Azevedo, Manuel Maria Pereira deA liberalização do mercado elétrico de energia veio alterar o paradigma de um sector cujos modelos de organização eram tradicionalmente monopolistas, sendo maioritariamente propriedade do estado. Esta mudança veio introduzir o fator competitivo no setor, possibilitando a redução dos custos, a melhoria da qualidade e fiabilidade de serviço, e até promover a inovação, no que a novos produtos e serviços diz respeito. Porém, esta também trouxe instabilidade aos preços praticados e um maior risco aos agentes de mercado deste setor. As caraterísticas do mercado de energia elétrica pós-liberalização fazem com que a previsão da evolução do preço seja algo muito complexo, mas importante para a proteção dos envolvidos, sejam eles produtores, comercializadores ou consumidores. Com esse objetivo, esta dissertação procura fazer um estudo de preços de energia no mercado spot e futuros no Mercado Ibérico de Eletricidade (MIBEL). Inicialmente, efetuou-se uma recolha e tratamento de dados históricos de produções de energia elétrica por tecnologia e consumos, tal como dados meteorológicos para Portugal e Espanha. Posteriormente, foram avaliados todos os dados obtidos, através do cálculo do coeficiente de Spearman, permitindo entender a tendência de variação do preço da energia no MIBEL, face aos restantes valores. Foi também efetuado um estudo da sazonalidade demonstrada, tanto pelo preço da energia elétrica como pela carga verificada nos mercados português e espanhol, uma vez que esta última seria um dos dados que mais influenciou a variação do preço. Posto isto procedeu-se também à construção de modelos para a sua previsão com o intuito de auxiliar na redução do erro obtido para a previsão do preço. Os modelos de previsão foram desenvolvidos através de um método baseado em inteligência computacional, as Redes Neuronais Artificiais (RNA), implementadas através da ferramenta nntool do Matlab®. O modelo diário, sendo aquele para o qual se tem dados mais recentes, e um horizonte temporal menor, é aquele para o qual a tolerância ao erro é menor. Este prevê o preço da energia elétrica para as 24 horas seguintes, adaptando-se ao mercado spot, mais concretamente o mercado diário. O modelo semanal, com uma estrutura muito semelhante ao diário, faz a previsão do preço para as 168 horas seguintes, tendo uma tolerância superior, face aos dados históricos não serem tão recentes, e o horizonte temporal dar mais azo à existência de erros. Quanto ao modelo mensal desenvolvido, por forma a não ter um erro muito elevado (uma vez que se fosse desenhado de forma semelhantes aos anteriores, teria de prever cerca de 720 valores horários), e face à maior dificuldade em obter valores precisos para uma janela temporal mais distanciada (dados meteorológicos para os dias todos do mês seguinte, por exemplo), foi desenhado de forma a prever um valor médio de preço para o mês seguinte, contendo como entradas, por exemplo, valores históricos de preço médio do ano anterior. Devido à necessidade deste tipo de informação, os dados totais obtidos, apesar de exaustivamente recolhidos, não seriam os ideais para previsões de longo prazo minimamente precisas. A avaliação de desempenho efetuada foi feita através do Mean Absolute Percentage Error (MAPE) e do Absolute Percentage Error (APE), e concluiu-se que, os modelos de previsão desenvolvidos demonstram uma precisão bastante aceitável. Ainda assim, de forma a potenciar a diminuição do erro foi usado um procedimento com vista a diminuir a dispersão dos resultados e desta maneira ignorar valores que se afastem da média, com o recurso ao desvio padrão dos valores obtidos.
- Estudo de viabilidade de modelos de negócios inovadores no âmbito do novo decreto-lei sobre o autoconsumo na Península IbéricaPublication . Santos, Tais Olinda dos; Azevedo, Manuel Maria Pereira deCom o crescente aumento das energias renováveis a nível Europeu e mundial, a energia solar fotovoltaica está a obter destaque para o uso da tecnologia em forma de produção para consumo próprio, o autoconsumo onde os produtores são chamados de prosumers. Com vista ao crescimento do número de instalações, muitas destas não possuem espaço físico para instalação de painéis, ou não possuem capital para investir, dentre outros fatores que levaram a necessidade de revisão das leis para permitir o autoconsumo coletivo e as comunidades de energia. De forma a adequar as legislações e permitir novas formas de uso e partilha da energia solar, atendendo a diretiva europeia, Portugal e Espanha publicaram novos decretos de lei que já estão em vigor. A presente dissertação pretende avaliar o impacto destas novas legislações sobre o regime de autoconsumo no mercado Ibérico. Para tal, é feito um estudo com dois cenários de comunidade de energia em Portugal, estimando as necessidades de troca de energia com a rede.
- Gestão nos Serviços com Sistemas de Monitorização e Implementação do Smart PricingPublication . Mota , Marco André Brás da; Azevedo, Manuel Maria Pereira deA presente dissertação foi elaborada no âmbito do Mestrado em Engenharia Electrotécnica (MEE) no Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), em regime empresarial, na empresa PH Energia Lda. Tem-se verificado que, ao longo dos últimos anos, os mercados estão cada vez mais competitivos, tornando-se quase imperativo que as empresas apostem numa boa otimização dos processos produtivos. Produzir cada vez mais, mais rapidamente e com menos recursos disponíveis, ou seja, de forma eficiente, são os desafios de todas as empresas que pretendem permanecer no mercado. Neste contexto surge o tema de tese, “Gestão nos Serviços com Sistemas de Monitorização e Implementação do Smart Pricing”, cujo objetivo tem como base principal a otimização das plataformas da PH Energia numa cultura de melhoria contínua e orientação para o cliente e promover aplicação da tarifa indexada e Smart Pricing em empresas de maneira a que exista uma maior poupança. Ao longo desta dissertação, foram desenvolvidos cálculos associados à monitorização e gestão nos serviços, bem como demonstrada a viabilidade dos mesmos na aplicação de tarifasindexadas e Smart Pricing no setor empresarial e, para finalizar, a compensação que é possível obter ao deslocar o diagrama de cargas, mantendo sempre o mesmo consumo. Na elaboração deste trabalho fez-se o cruzamento de duas plataformas informáticas designadas GesEnergy e Kisense, com ajuda da empresa VPS que tem como parceria a empresa Energia Simples. Em relação ao plano indexado, foram realizados dois estudos de dois balcões do Banco Popular de Portugal de forma a explicitar quando e como deve ser aplicada a tarifa indexada, gestão da procura, bem como deve ser deslocação do consumo, de forma a abranger as horas mais vantajosas em que o preço de energia elétrica é mais baixo.
- Participação da produção renovável no mercado de energia de reserva de regulaçãoPublication . Pereira, Tiago Luís Sousa; Azevedo, Manuel Maria Pereira deAs centrais renováveis em regime especial, têm como principal problema a sua instabilidade de funcionamento e respetiva previsão da sua produção. Nesse sentido, torna-se muito complicado para o agente de mercado, que possua tais centrais, conseguir reduzir os seus desvios de forma a este poder ganhar dinheiro com elas. Posto isto, é de extrema relevância para o agente de mercado, poder ter formas de conseguir controlar os desvios. Uma dessas potenciais formas é a entrada por parte do agente de mercado no mercado de regulação. Para apurar o interesse nessa opção, nesta dissertação foi estudado o contexto atual em que esta temática se insere, tendo-se verificado qual a situação energética em Portugal, compreendendo o que foi acontecendo nos anos transatos a nível de energia renovável, o que é o mercado do MIBEL (Mercado ibérico de eletricidade), analisando a forma de como é realizada a troca de energia, e investigando o mercado de reserva de regulação, tendo assim uma noção do seu funcionamento. Para além deste estudo, foi apurado qual a situação da empresa acolhedora, a Energia Simples, de maneira a compreender, quais são os seus problemas e a ter acesso a informação sobre as suas centrais. Com as duas análises, foi desenvolvido uma metodologia para o agente de mercado para entrar no mercado de reserva de regulação. Para além disso, foi desenvolvido alguns cenários, que complementam a relação entre o agente de mercado, o produtor e a metodologia adotada. No final deste trabalho, foi concretizada uma análise à fiabilidade financeira para o agente, de forma a apurar a efetividade da metodologia adotada e perceber se é interessante para a empresa apostar neste mercado.