Dimensionamento de Soluções Híbridas com BESS: Metodologia Estruturada e Evidências Aplicadas

Resumo

O trabalho propõe o desenvolvimento de uma metodologia eficiente para o dimensionamento ótimo de sistemas híbridos de energia com integração de fontes não controláveis e sistemas de armazenamento por baterias (BESS – Battery Energy Storage Systems), considerando aspectos técnicos, operacionais e econômicos. A estrutura metodológica foi desenvolvida em etapas progressivas: (i) levantamento de premissas e restrições de projeto, com identificação de tecnologias de armazenamento e fontes renováveis aplicáveis; (ii) revisão sistemática da literatura sobre dimensionamento ótimo de sistemas híbridos com e sem BESS (FATHIMA; PALANISAMY, 2015; TANT et al., 2013); (iii) definição das técnicas de otimização e dos indicadores técnico-econômicos utilizados para simulação; (iv) seleção e aplicação de ferramentas computacionais, como HOMER Pro e MATLAB, para análise comparativa entre dados simulados e experimentais; (v) estruturação de um fluxograma de decisão com base nos requisitos levantados; (vi) simulação de cenários reais a partir de dados extraídos de campo; e (vii) análise crítica da eficiência e aplicabilidade das configurações propostas. Como resultado parcial, a metodologia foi aplicada em diferentes contextos energéticos, o que viabilizou a publicação de diversos estudos técnico-científicos: o método de compensação energética para HBESS (COSTA et al., 2022), o impacto do armazenamento em recargas de veículos elétricos com fotovoltaico (FILHO et al., 2023), a suavização de potência em geração eólica (DANTAS et al., 2022) e o projeto de eletropostos com PV-BESS (ARAUJO et al., 2021). Paralelamente, foram abordados modelos de negócio e barreiras regulatórias para inserção de BESS no setor elétrico brasileiro (VIEIRA et al., 2023), e a viabilidade da economia circular por meio da reciclagem de baterias de íon-lítio (LIMA et al., 2021). A metodologia está sendo consolidada como parte da tese de doutorado em Engenharia de Sistemas (UPE), em fase de consolidação, e posiciona-se como uma contribuição prática à modernização da matriz elétrica nacional, alinhada às diretrizes da transição energética (REN21, 2020; PNE 2050, MME). A robustez dos resultados foi assegurada por meio da combinação entre técnicas de otimização, simulações computacionais, dados experimentais de campo e publicações indexadas em periódicos e congressos especializados. 
Palavras-chave: armazenamento de energia; sistemas híbridos; dimensionamento ótimo; transição energética.
 
Referências 
ARAUJO, D. N. et al. Optimum design of on-grid PV-BESS for fast electric vehicle charging station in Brazil. IEEE ISGT, 2021. 
COSTA, T. et al. Development of a method for sizing a hybrid battery energy storage system for application in AC microgrid. Energies, 2022. 
DANTAS, N. K. L. et al. Impact analysis of a battery energy storage system connected in parallel to a wind farm. Energies, 2022. 
EPE – Empresa de Pesquisa Energética. Plano Nacional de Energia – PNE 2050. Brasília: MME, 2020. 
FATHIMA, A. H.; PALANISAMY, K. Optimization in microgrids with hybrid energy systems – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015.
FILHO, A. V. M. L. et al. Impact analysis and energy quality of photovoltaic, electric vehicle and BESS lead-carbon recharge station in Brazil. Energies, 2023. 
LIMA, M. C. et al. Technical and economic aspects for recycling of used lithium-ion batteries from electric vehicles. Energies, 2021. 
REN21. Renewables 2020 – Global Status Report. Paris: REN21 Secretariat, 2020. 
TANT, J. et al. Multiobjective battery storage to improve PV integration in residential distribution grids. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2013. 
VIEIRA, J. C. C. et al. Modelos de negócios e aspectos regulatórios para inserção de sistemas de armazenamento de energia por baterias no setor elétrico brasileiro. SBSE, 2023.