Sistema fotovoltaico off-grid com baterias em zona rural-estudo de caso

Abstract

Through electrical energy, it is possible to operate machinery, generate heat, and transmit information. This energy is generated, transmitted, and distributed until final consumption. However, interruptions in the power supply pose obstacles, especially for producers located in the rural areas of the state of Goiás. These producers face losses due to spoiled stored food and the death of animals in breeding facilities. With the rise of distributed generation, consumers have been enabled to produce their ownenergy, thus becoming prosumer. This study conducts a case analysis on a rural property located in the municipality of Cezarina-GO, aiming to investigate the optimal solution for maintaining a consistent energy supply through alternative generation sources. Different scenarios are explored: 1) Grid Electricity + Backup Generator; 2) Grid Electricity + Off-Grid Photovoltaic System; and 3) Grid Electricity + Off-Grid Photovoltaic System + Batteries. Based on the energy demand of the location, equipment is sized for each scenario, and a financial analysis is performed using indicators such as Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Discounted Payback Period, and Levelized Cost of Energy (LCOE). The results show that the scenario "Grid Electricity + Off-Grid Photovoltaic System + Batteries" exhibits the best feasibility among the analyzed solutions. Despite having an initial investment nine times higher than the more traditional "Grid Electricity + Backup Generator" scenario, it presents a highernegative NPV and a lower LCOE over a 30-year period.

A través de la energía eléctrica es capaz de mover máquinas, producir calor y transmitir información, energía que se genera, transmite y distribuye hasta el consumo final. Sin embargo, las interrupciones en el suministro de energía son obstáculos que enfrentan principalmente los productores ubicados en la zona rural del estado de Goiás, donde enfrentan pérdidas por la pérdida de alimentos almacenados y la muerte de animales en los criaderos. La popularización de la generación distribuida ha permitido que los consumidores de energía puedan producir su propia energía, convirtiéndose así en prosumidores. Este trabajo realiza un estudio de caso en una propiedad rural ubicada en el municipio de Cezarina-GO, utilizando diferentes escenarios como: 1) Red Eléctrica + GMG; 2) Red Eléctrica + Sistema Fotovoltaico Aislada; y 3 Red Eléctrica + Sistema Fotovoltaico Aislada + Baterías. Con base en la demanda energética de la ubicación, se dimensiona el equipo para cada escenario y también se realiza un análisis financiero utilizando los indicadores financieros NPV, TIR, Discounted Payback y LCOE, considerando los principales costos de implementación y operación de cada configuración en estudio. Así, se observó que el escenario Red Eléctrica + Sistema Fotovoltaico Aislado + Baterías presentó la mejor viabilidad entre las soluciones analizadas, al presentar el mayor VAN negativo y el menor LCOE en 30 años, presentando incluso una inversión inicial 9 veces mayor que el escenario más tradicional de Grid Electric + GMG.