Simulação de sistemas energéticos isolados: Ilha de Santiago

Abstract

A ilha de Santiago é a maior ilha de Cabo Verde com cerca de 50% da população do país. Tem enfrentado, de uma forma contínua, sérios problemas com a falta de capacidade para suprir a procura de energia elétrica devido a questões técnicas, financeiras e estruturais. Este trabalho tem o objetivo principal de efetuar uma análise comparativa em termos económicos e ambientais entre duas hipóteses para a expansão do sistema de geração de eletricidade da ilha a médio-longo prazo (2030): um cenário que engloba a evolução do sistema sob o paradigma da produção centralizada de energia; e um outro cenário onde o aumento de capacidade instalada será efetuado apostando na descentralização dos sistemas de produção. Para facilitar o processo de planeamento energético existem diversas variedades de ferramentas e base de dados disponíveis para apoiar diferentes aspetos da análise energética que funcionam como sistema/ferramenta de apoio à decisão no planeamento energético (METAXIOTIS, 2009). Para uma melhor compreensão dessas ferramentas efetuou-se a caracterização e classificação dos conceitos subjacentes, das metodologias, dos dados necessários, dos âmbitos da aplicação e das capacidades analíticas bem como a caracterização e exemplificação dos diferentes softwares existentes. No desenvolvimento deste trabalho foram utilizados dois softwares/ferramentas de modelação energética, LEAP e HOMER. O primeiro serviu para criar o modelo energético da ilha de Santiago e efetuar a análise de cenários; o segundo foi usado para otimizar o sistema de microprodução numa casa típica da ilha, sendo esta informação depois importada para o LEAP. Do estudo concluiu-se que as energias renováveis têm um impacto fundamental no futuro sistema elétrico da ilha de Santiago, principalmente no que diz respeito a redução do custo da produção de eletricidade, dependência energética e impactos ambientais. Das duas hipóteses de expansão do sistema geração de geração de eletricidade analisadas, o sistema de geração descentralizada revelou ser a melhor opção. Em 2020, relativamente ao custo, com 50% de energias renováveis, poupa-se 620 milhões de euros com o benefício da redução de dependência do setor elétrico e possibilidade de acumular até 2030 85 milhões de euros em certificados de emissões de carbono.

Santiago is the biggest island of Cape Verde with about half of country population. The island has been facing serious and continuous difficulties in overcoming the lack of resources to satisfy the electric power demand due to technical, financial and structural issues. The main objective of this work is to perform a medium long term (2030) economic and environmental analysis of two alternatives of Santiago Island electric system development: On the first scenario, increase of electric energy demand will be supplied with centralized energy production; and on the second scenario the electric energy demand will be supplied by distributed energy production. In order to facilitate the energy planning process there is a variety of tools and database available to sustain different aspects of the energetic analyses working as a decision support system (METAXIOTIS, 2009). It was done the characterization and classification of the underlying concepts, methodologies, required data, application scope and analytic capability for a better understanding of those tools as well as the characterization of the existing modeling tools. Two energy planning tools were used in this work, LEAP and HOMER. The first one was used to create Santiago Island energy model and for energy scenario analyses. The second one was used to optimize the micro production system in Santiago typical house. The optimization results are then imported into LEAP model. Analysis shows that the renewable energy plays a great role on the future of Santiago electric system, mainly at cost production, energy, energy security/dependency and environmental impacts. It was found that distributed energy generation is the best alternative. In 2020, with 50% of renewable energy penetration, it can be saved 620 million Euros with the benefit of reduction of electric sector dependency on fossil fuels. And there is an opportunity of CO2 certificate trade up to 85 million Euros in 2030.