Autoconsumo Coletivo Envolvendo Edifícios Escolares e de Serviço Público

Abstract

The energy transition is increasingly urgent, with the main objective of reducing dependence on fossil fuels and reducing greenhouse gas emissions. In this sense, renewable energies have stood out as a clean and sustainable alternative for generating electrical energy. Through collective self-consumption, it is possible to generate electrical energy, from a renewable source, close to the place of consumption in a decentralized manner, distributing it locally across various consumption facilities, in a fair and coherent manner among the members of the community. To achieve this, it is necessary to develop models to define energy sharing coefficients, which determine the amount of energy to be delivered to each participant in the community.In this dissertation, several models for sharing energy from excess production from one or more Production Units for Self-Consumption (UPAC) installed in the community were developed and tested. Models based on dynamism that consider participants consumption, UPAC production and energy surpluses in buildings with consumption needs already met.In the case study of this dissertation, the constitution of a Renewable Energy Community (CER) is considered, based on the installation of a UPAC in two school buildings, in each of the buildings, including four municipal buildings located nearby in this CER. of the two school buildings. Simulations were carried out using the consumption profiles of the six buildings previously selected for the creation of the CER (2 schools and 4 municipal buildings), considering different powers of photovoltaic panels to be installed. Four energy sharing models were defined: two of which are indicated in the collective self-consumption regulations, one of which uses the distribution method with fixed coefficients and the other uses the method in which the coefficients are proportional to the consumption of each participant. The other two methods were developed in this dissertation, one being a hybrid model, which uses the two previous variants to generate energy distribution coefficients, and the other model that considers a dynamic energy distribution.In the fixed distribution model, a fixed amount of energy is allocated to each participant, whereas in the consumption-proportional distribution model, energy distribution is made considering the consumption of each participant. In the hybrid and dynamic models developed in this dissertation, the energy sharing reasoning is done in order to distribute the surpluses of UPAC productions among the participants in the most equitable and fair way possible, minimizing the injection of energy into the public grid, that is, together the best of each of the two previous models (fixed - good equity in sharing; proportional - good use of the energy to be shared).Considering the results obtained, it was possible to conclude that the model that distributes energy more equitably is the dynamic energy sharing model, as it guarantees greater equity in the distribution of energy effectively used by each participant, for any of the three values used as power to be installed in UPACs.However, all distribution models have advantages and disadvantages depending on the characteristics of the energy community where they are applied, meaning that several factors must be considered, such as the participants consumption and the production installed there.

A transição energética é cada vez mais uma urgência, com o principal objetivo de reduzir a dependência de combustíveis fósseis e diminuir a emissão de gases de efeito estufa. Nesse sentido, as energias renováveis têm-se destacado como uma alternativa limpa e sustentável para a geração de energia elétrica. Através do autoconsumo coletivo consegue-se gerar energia elétrica, proveniente de fonte renovável, próximo do local de consumo de forma descentralizada, distribuindo-a localmente por várias instalações de consumo, de forma justa e coerente pelos membros da comunidade. Para isso, é necessário desenvolver modelos para definir coeficientes de partilha de energia, que determinam a quantidade de energia a entregar a cada participante na comunidade.Na presente dissertação foram desenvolvidos e testados diversos modelos de partilha de energia do excesso de produção de uma ou várias Unidades de Produção para Autoconsumo (UPAC) instaladas na comunidade. Modelos baseados em dinamismos que têm em conta o consumo dos participantes, a produção das UPAC e os excedentes de energia dos edifícios já com as necessidades de consumo satisfeitas.No caso de estudo desta dissertação considera-se constituição de uma Comunidade de Energia Renovável (CER), a partir da instalação em dois edifícios escolares de uma UPAC, em cada um dos edifícios, incluindo-se nessa CER também quatro edifícios autárquicos situados nas proximidades dos dois edifícios escolares. Foram feitas simulações usando os perfis de consumo dos seis edifícios previamente selecionados para a constituição da CER (2 escolas e 4 edifícios autárquicos), considerando diversas potências de painéis fotovoltaicos a instalar. Foram definidos quatro modelos de partilha de energia: dois dos quais indicados no regulamento do autoconsumo coletivo, sendo que um deles usa o método de repartição com coeficientes fixos e o outro usa o método em que os coeficientes são proporcionais ao consumo de cada participante. Os outros dois métodos foram desenvolvidos nesta dissertação, sendo um modelo híbrido, que usa as duas variantes anteriores para a geração dos coeficientes de repartição de energia, e o outro modelo que tem em conta uma repartição dinâmica de energia.No modelo de repartição fixo, é atribuída uma quantidade de energia fixa a cada participante, já no modelo de repartição proporcional ao consumo, a distribuição de energia é feita tendo em conta o consumo de cada participante. Nos modelos híbrido e dinâmico desenvolvido nesta dissertação, o raciocínio da partilha de energia é feito de modo a distribuir de forma o mais equitativa e justa possível os excedentes das produções UPAC pelos participantes, minimizando a injeção de energia na rede pública, ou seja, junta o melhor de cada um dois modelos anteriores (fixo - boa equidade na partilha; proporcional - boa utilização da energia a partilhar).Tendo em conta os resultados obtidos, foi possível concluir que o modelo que distribui a energia de forma mais equitativa é o modelo dinâmico de partilha de energia, uma vez que garante uma maior equidade na repartição de energia efetivamente utilizada por cada participante, para qualquer dos três valores usados como potência a instalar nas UPAC.Contudo, todos os modelos de repartição têm vantagens e desvantagens dependendo das características da comunidade de energia onde se apliquem, pelo que é preciso ter em conta diversos fatores, como por exemplo, o consumo dos participantes e a produção instalada na mesma.