Análise comparativa da viabilidade técnica e econômica do fornecimento de energia elétrica durante o horário de ponta utilizando geração a diesel e sistemas de armazenamento por baterias

Autores

DOI:

https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i2.47321

Palavras-chave:

Viabilidade Técnica Econômica, Fornecimento de Energia, Geração Diesel, Armazenamento Energia

Resumo

Este trabalho apresenta uma análise comparativa da viabilidade técnica e econômica do fornecimento de energia elétrica utilizando Sistemas de Geração a Diesel (SGD) e Sistemas de Armazenamento de Energia por Bateria (Battery Energy Storage System - BESS) durante horário de ponta para a redução dos custos na conta de energia do Hospital Universitário, da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Foi realizada uma coleta de dados sobre o consumo de energia para identificar o perfil de consumo da unidade. Foram aplicados os principais indicadores econômicos: VPL, payback, TIR e LCOE. Foi utilizado o método da Simulação de Monte Carlo (SMC). Foram comparadas quatro propostas de SGD e quatro de BESS. A melhor proposta de SGD apresentou os seguintes resultados: payback de 11,2 anos, VPL de R$ 252.109,46, TIR de 15,47% e LCOE de R$ 3.075 e a melhor proposta de BESS, com payback de 9,8 anos, VPL de R$ 1.596.671,33, TIR de 17,58% e LCOE de R$ 2.134. A SMC obteve os seguintes resultados: para o SGD, houve 0,8032 de probabilidade de a TIR superar a Taxa Mínima de Atratividade (TMA). Para o BESS, a probabilidade do VPL maior que 0 e TIR maior que TMA foi igual a 1.

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Biografia do Autor

  • Paulo Felix do Nascimento Neto, Universidade Federal da Paraíba (UFPB)

    Possui graduação em Engenharia Elétrica pelo Instituto Federal da Paraíba (IFPB. Mestrando pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Tem interesse nas áreas de energias renováveis, qualidade de energia e fluxo de potência. http://lattes.cnpq.br/3671580584996713

  • Altemir Tomaz de Carvalho Garcia, Universidade Federal da Paraíba (UFPB)

    Possui mestrado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal da Paraíba, tendo defendido sua dissertação na área de Gestão da Produção; graduação em Engenharia de Produção Mecânica e Ciências Contábeis pela mesma instituição; e está no último período da pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho no Instituto Federal do Sul de Minas. Além disso, é técnico em Eletrônica pelo Instituto Federal da Paraíba. Trabalha na área de Eletroeletrônica há mais de 25 anos, dos quais 12 na indústria têxtil, desenvolvendo atividades nas áreas de manutenção, projetos, planejamento, controle, treinamento e, no tempo complementar, atua na área de educação em laboratórios didáticos. Paralelamente, leciona desde 2022 em cursos de formação inicial e continuada no Eixo Tecnológico de Gestão e Negócios e supervisiona cursos ofertados pela Secretaria de Educação da Paraíba. Na pesquisa, tem especial interesse em temas relacionados à Engenharia Econômica, Engenharia do Produto e Engenharia do Trabalho. http://lattes.cnpq.br/2580794024907159

     

  • Isaac Soares de Freitas, Universidade Federal da Paraíba (UFPB)

    Possui doutorado (2007), mestrado (2005) e graduação (2004) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Campina Grande - UFCG. Entre setembro de 2006 e agosto de 2007 esteve no EMPE (Advanced Electrical Machine and Power Electronic Laboratory) na Texas AM University - Texas USA, participando do programa de doutorado sanduíche no exterior do CNPq. Entre 02/2008 e 05/2008 foi professor no CEFET - Petrolina / UnED - Floresta. Desde 06/2008 é professor da Universidade Federal da Paraíba, onde se encontra na classe de professor Associado IV do Departamento de Engenharia Elétrica. Seu interesse em pesquisa inclui máquinas elétricas, acionamento de máquinas elétricas, conversores estáticos e aplicações de conversores estáticos em sistemas de energia. http://lattes.cnpq.br/7545625055421975

  • Fabiano Salvadori, Universidade Federal da Paraíba / Centro de Energias Alternativas e Renováveis / Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica

    Nasceu em Tapera/RS, Brasil em 1962. Graduou-se em Engenharia Elétrica pela Universidade Católica de Pelotas (UCPel) em 1988. Concluiu seu mestrado e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB), Campus II, Campina Grande, PB, atual Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) nos anos de 1991 e 2000 respectivamente. Em fevereiro de 1992 ingressou como professor da Universidade Regional do Noroeste do Estado do RS (UNIJUÍ). Deste ano até junho de 2008 exerceu atividades administrativas  e docentes, no Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e no Curso de Engenharia Elétrica. De junho de 2008 a julho de 2009 atuou como Professor Adjunto, junto ao Curso de Engenharia Elétrica, do Centro de Tecnologia de Alegrete  CTA, da Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA, Alegrete, RS. De agosto de 2009 até a presente data atua no Curso de Engenharia Elétrica, do Centro de Energias Alternativas e Renováveis - CEAR, da Universidade Federal da Paraíba  UFPB, João Pessoa, PB, nos cursos de Graduação e Pós-graduação em Engenharia Elétrica. Coordena o Laboratório de Redes Elétricas Inteligentes. Atua com ênfase em Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grids), Recursos Energéticos Distribuídos (REDs), Mobilidade Elétrica e Simulação em Tempo Real. É bolsista em Produtividade em Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora (DT/CNPq). https://lattes.cnpq.br/0735993399553280 

Referências

Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL (2021). Resolução Normativa Nº 1.000. Recuperado de https://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren20211000.html

Agência Nacional de Energia Elétrica. (2024). Resolução nº 3378. Recuperado de https://www2.aneel.gov.br/cedoc/reh20243378ti.pdf

Albuquerque, J. & Rosas, P. (2020). Inclusão de armazenamento de energia para arbitragem.

Askari, M., Soleimani, H., Kamal, B. N., Saeedi, R., Samaneh, A., Ghani, M., Abtahi, M., & Mahmood A. (2024). Bottled water safety evaluation: A comprehensive health risk assessment of oral exposure to heavy metals through deterministic and probabilistic approaches by Monte Carlo simulation. Food and Chemical Toxicology, 185, 114492. https://doi.org/10.1016/j.fct.2024.114492

Assis, J. P. de, Sousa, R. P. de, & Dias, C. T. dos S. (2019). Glossário de estatística (901p.). Mossoró: Edufersa. Recuperado de https://livraria.ufersa.edu.br/wp-content/uploads/sites/165/2019/07/Glossario-de-Estatistica_2019-1.pdf

Bonacim, C. A. G. & Araujo, A. M. P. de. (2009). Valor econômico agregado por hospitais universitários públicos.Revista de Administração de Empresas - RAE, 49(4), 419-433. Recuperado de https://www.scielo.br/j/rae/a/KrGtL6SzYVHYqyCGWPXNFkt/?format=pdf&lang=pt

Caldas, L. A. (2017). Perspectivas da substituição gradual de termelétricas a combustíveis fósseis por sistemas fotovoltaicos em microgeração distribuída (Dissertação de Mestrado), Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, PB, Brasil.

Caldeira, C. A., Almeida, A. D. D. de, Schlickmann, H. R., Gehrke, C. S., & Salvadori F. (2019). "Impact analysis of the BESS insertion in electric grid using real-time simulation," 2019 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference - Latin America (ISGT Latin America), Gramado, RS, Brazil, 1-6. https://doi.org/10.1109/ISGT-LA.2019.8895464

Carvalho, D. F., Pinto de, N. R., Pinheiro, R., Sanches, A. L., & Alves, P. R. O. (2019). Método de Monte Carlo Aplicado à Viabilidade de um Projeto de Investimento.Anais do Congresso de Logística das Faculdades de Tecnologia do Centro Paula Souza, Guarulhos, SP, Brasil. Recuperado de https://fateclog.com.br/anais/2019/

Casarotto Filho, N. & Kopittke, B. H. (2020). Análise de investimentos: manual para solução de problemas e tomadas de decisão. 12ª ed. São Paulo: Atlas.

Coelho, E. de O. P., Aquila, G., Bonatto, B. D., Nakamura, W. T., Rotella , P., Jr., & Rocha, L. C. S. (2023). Stochastic financial analysis of diesel generation extension vs investment in hybrid photovoltaic-diesel-battery in a microgrid in the Amazon indigenous community. Energy for Sustainable Development, 77, 101344. https://doi.org/10.1016/j.esd.2023.101344

Duarte, O. F. P., Petry, B. M., Klauck, M. H., & Moreira, D. R. (2008). Proposição e aplicação de metodologia para o uso eficiente da energia em sistemas hospitalares. In 7º Encuentro de Energía, Potencia, Instrumentación y Medidas (p. 43). Montevidéu, Uruguai. Recuperado de https://iie.fing.edu.uy/eventos/epim/epim2008/programa/p43.pdf

Empresa Brasileira de Serviços Hospitalares.(2023). Relatório integrado 2023. Recuperado de https://www.gov.br/ebserh/pt-br/transparencia/RelatrioIntegradoEbserh2023.pdf.

Famá, R. & Perobelli, F. F. C. (2024). Teoria de finanças: Conceitos clássicos e inovações. São Paulo: Saint Paulo Editora.

Fils, J. F., Kapessidou, P., Van Der Linden, P., & Guntz, E. (2023). A Monte Carlo simulation study comparing the up and down, biased-coin up and down and continual reassessment methods used to estimate an effective dose (ED95 or ED90) in anaesthesiology research. BJA Open, 8, 1-9. https://www.bjaopen.org/article/S2772-6096(23)00104-1/fulltext

Fonseca, M. N. (2017). Proposta para configuração ótima de projetos híbridos isolados de geração de energia (Tese de doutorado). Universidade Federal de Itajubá. Universidade Federal de Itajubá, Itajubá. MG, Brasil.

Greener. (2021). Estudo estratégico: Mercado de armazenamento – Aplicações, tecnologias e análises financeiras. Recuperado de https://energiasroraima.com.br/wp-content/uploads/2021/03/Estudo-Estratgico-do-Mercado-de-Armazenamento-de-Energia-no-Brasil-1.pdf

Ijeoma, M. W., Chen, H., Carbajales-Dale, M., & Yakubu, R. O. (2023). Techno-Economic Assessment of the Viability of Commercial Solar PV System in Port Harcourt, Rivers State, Nigeria. Energies, 16(19),1-25. https://doi.org/10.3390/en16196803

Jaramillo-Cardona, J., Perafan Lopez, J., Torres-Madroñero, J., Nieto, C., & Sierra-Perez, J. (2022). Techno-economic assessment of small wind turbines under La Guajira-Colombia resource conditions. Ciencia, Tecnología y Futuro - CT&F, 12(1), 45-56. https://doi.org/10.29047/01225383.400

Lazzarin, R. (2023). Evolução tecnológica de sistemas fotovoltaicos ao longo dos tempos: Estudo de caso de uma propriedade rural no município de Cascavel/PR (Dissertação de mestrado). Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, PR, Brasil.

Leal, R. S., Hartmann, L. V., Gehrke, C., & Salvadori, F. (2020). Tecnologias para sistemas de armazenamento de energia - Revisão e estudo de caso. Anais do Simpósio Brasileiro de Automação, 2(1). https://doi.org/10.48011/asba.v2i1.1111

Lei nº 12.550, de 15 de dezembro de 2011(2011,16 de dezembro). Autoriza o Poder Executivo a criar a empresa pública denominada Empresa Brasileira de Serviços Hospitalares - EBSERH; acrescenta dispositivos ao Decreto-Lei nº 2.848, de 7 de dezembro de 1940 - Código Penal; e dá outras providências. Presidência da República. Recuperado de https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2011-2014/2011/lei/l12550.htm

Lima, J. D. de & Southier, L. F. P. (2024). Guia prático para usuários do $AVEPI®. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR – Campus Pato Branco), Departamento Acadêmico de Matemática (DAMAT) e Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção e Sistemas (PPGEPS). Recuperado de http://pb.utfpr.edu.br/savepi

Linden, D. (2005). Batteries and fuel cells. In Standard Handbook of Electronic Engineering. McGraw-Hill.

Martinez-Bolanos, J. R., Udaeta, M. E. M., Gimenes, A. L. V., & Silva, V. O. da (2020). Economic feasibility of battery energy storage systems for replacing peak power plants for commercial consumers under energy time of use tariffs. Journal of Energy Storage, 29(1), 1-8. https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101373

Martins, J. R., Cruz, S. F. R., Siqueira, A. P. S., & Celeste, W. C. (2018). Análise de viabilidade da geração distribuída em horário de ponta: estudo de caso. Revista Gestão & Tecnologia, 18(3), 112-129.

Mercado, L. C., Bastidas, J. J. B., & Gómez, J. C. O. (2024). Operational risk assessment for the pollination service with Apis mellifera bees in cashew crops. International Journal of Forestry Research, 2024(1), 1-8. https://doi.org/10.1155/2024/8804848

Nisa, T. H. (2014). Avaliação econômica de sistemas solares fotovoltaicos residenciais [Dissertação de mestrado). Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Lisboa, Portugal.

Secretaria de Estado da Infraestrutura e dos Recursos Hídricos da Paraíba. (2024). Parceria público-privada (PPP) para construção, operação e manutenção de usinas fotovoltaicas a fim de suprir o consumo de energia elétrica da administração estadual, na modalidade de geração distribuída: Estudo de viabilidade econômico-financeira (Registro CGE Nº 24-01230-1). João Pessoa: Pbdoc. Recuperado de https://paraiba.pb.gov.br/diretas/secretaria-de-infraestrutura-e-dos-recursos-hidricos/arquivos/edital_002_2024/edital.pdf

Pereira, J. C. (2011). Motores e geradores: princípios de funcionamento, instalação, operação e manutenção de grupos diesel geradores. princípios de funcionamento, instalação, operação e manutenção de grupos diesel geradores. Recuperado de https://www.joseclaudio.eng.br/geradores/PDF/diesel1.pdf

Pinheiro, K. de F. & Borges, Â. M. C. (2019). Os Efeitos da Ebserh na Gestão dos Recursos Humanos dos Hospitais Universitários Federais. Cadernos do Ceas: Revista Crítica de Humanidades, v. único, 247,452-477. http://dx.doi.org/10.25247/2447-861x.2019.n247.p452-477

Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica.(2022); Quarto Plano Anual de Aplicação de Recursos do Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica 2022/2023. Recuperado de https://www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/conselhos-e-comites/cgee/arquivos/documentos/03-4o-par-procel-versao-final-09-03-2022_1.pdf

Queiroz, P. V. S. (2011). Mensuração do consumo de energia elétrica: algoritmo para detecção de potenciais usuários da termoacumulação como alternativa para deslocamento de carga 2011. (Dissertação de Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Metrologia da PUC-Rio, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. Recuperado de http://www2.dbd.pucrio.br/pergamum/tesesabertas/0913478_2011_pretextual.pdf

Ramos, V. R. B. (2019). O valor econômico agregado à sociedade (VEAS) pelo Hospital Universitário da UFSCar no ano de 2017 (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP, Brasil. Recuperado de https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11090

Rauniyar, M., Bhujel, N., Hansen, T. M., & Fourney, R., (2021), "Diesel Generator Model Development and Validation using Moving Horizon Estimation," IECON 2021 – 47th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Toronto, ON, Canada, 1-6. https://doi.org/10.1109/IECON48115.2021.9589981

Ribeiro, R. G. A., Brito, N. S. D., Medeiros, M. V. B., Simões, M. C. S., & Oliveira, S. A. de. (2017). Proposição de uma metodologia para análise de viabilidade econômica de uma usina fotovoltaica. Revista Principia, 1(34), 84-92 Recuperado de https://periodicos.ifpb.edu.br/index.php/principia/article/view/1355

Rocha, L. C. S., Aquila, G., Rotela Junior, P., de Paiva, A. P., Pamplona, E. de O., & Balestrassi, P. P. (2018). A stochastic economic viability analysis of residential wind power generation in Brazil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 90, 412-419. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.03.078

Rocha, L. G., Medeiros, M. O., & Pereira, L. D. de L. (2021). Modelagem da previsão de geração de energia solar e análise econômica da implantação de painéis fotovoltaicos no IFNMG campus Teófilo Otoni. Brazilian Journal of Production Engineering, 7(2), 70-84. https://doi.org/10.47456/bjpe.v7i2.34768

Rodrigues, V. da S. (2020). Tarifação Binômia para consumidores de energia de Baixa Tensão no Brasil: Viabilidade Legal e Técnica. (Dissertação (de mestrado). Universidade Federal de Santa Catarina, Araranguá, SC, Brasil.

Ross, S., Westerfield, R., & Jordan, B. (2022). Fundamentos de administração financeira. 5ºed. Porto Alegre: Bookman. Recuperado de https://books.google.com/books?id=KHB5EAAAQBAJ

Salvadori, F., Ando Junior, O. H., de Campos, M., Sausen, P. S., da Silva, E. A., Santos, A. Q. O., & Oliveira, F. M. de. (2024). Energy Storage Applications in Renewable Energy Systems. In: Sguarezi Filho, A. J., Jacomini, R. V., Capovilla, C. E., Casella, I. R. S. (eds) Smart Grids—Renewable Energy, Power Electronics, Signal Processing and Communication Systems Applications. Green Energy and Technology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-37909-3_3

Schram, I. B. (2019). Sensibilidade do custo da energia elétrica fotovoltaica no Brasil utilizando o método de Monte Carlo (Dissertação de Mestrado). Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, PR,Brasil.

Titman, S. & Martin, J. D. (2009). Avaliação de projetos e investimentos: Valuation. Porto Alegre: Bookman. ISBN: 9788577805730.

Vilela, F. F., Amaral, J. V. S. do, Santos Leal, G. dos, Oliveira, G. F. de, Montevechi, J. A. B., & da Cruz Piedade, D. D. (2021). Economic feasibility analysis for co-generation of power by diesel generator at peak time: monte carlo simulation approach in a hospital. Acta Scientiarum Technology. 1-9. Recuperado de https://periodicos.uem.br/ojs/index.php/ActaSciTechnol/article/view/50965

Publicado

16.05.2025

Edição

Seção

ENGENHARIA ECONÔMICA

Como Citar

Nascimento Neto, P. F. do, Garcia, A. T. de C., Freitas, I. S. de, & Salvadori, F. (2025). Análise comparativa da viabilidade técnica e econômica do fornecimento de energia elétrica durante o horário de ponta utilizando geração a diesel e sistemas de armazenamento por baterias. Brazilian Journal of Production Engineering, 11(2), 179-205. https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i2.47321

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