Comparative analysis of the technical and economic feasibility of supplying electricity during peak hours using diesel generation and battery storage systems

Authors
DOI:
https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i2.47321
Keywords:
Technical Economic Feasibility, Power Supply, Diesel Generation, Energy Storage
Abstract

This paper presents a comparative analysis of the technical and economic feasibility of supplying electricity using Diesel Generation Systems (DGS) and Battery Energy Storage Systems (BESS) during peak hours to reduce energy costs in the University Hospital of the Federal University of Paraíba (UFPB). Data on energy consumption was collected to identify the unit's consumption profile. The main economic indicators were applied: NPV, payback, IRR and LCOE. The Monte Carlo Simulation (MCS) method was used. Four DGS and four BESS proposals were compared. The best SGD proposal presented the following results: payback of 11.2 years, NPV of R$252,109.46, IRR of 15.47% and LCOE of R$3,075 and the best BESS proposal, with payback of 9.8 years, NPV of R$1,596,671.33, IRR of 17.58% and LCOE of R$2,134. SMC obtained the following results: for SGD, there was a 0.8032 probability of the IRR exceeding the Minimum Attractive Rate (MAR). For BESS, the probability of NPV greater than 0 and IRR greater than MAR was equal to 1.

Author Biographies
  1. 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

  2. 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

     

  3. 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

  4. 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 

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Published
2025-05-16
Issue
Vol. 11 No. 2 (2025): Regular Issue (April - June)
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ECONOMIC ENGINEERING
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Copyright (c) 2025 Paulo Felix do Nascimento Neto, Altemir Tomaz de Carvalho Garcia, Isaac Soares de Freitas, Fabiano Salvadori (Autor)

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How to Cite

Nascimento Neto, P. F. do, Garcia, A. T. de C., Freitas, I. S. de, & Salvadori, F. (2025). Comparative analysis of the technical and economic feasibility of supplying electricity during peak hours using diesel generation and battery storage systems. Brazilian Journal of Production Engineering, 11(2), 179-205. https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i2.47321