Homer Energy

Capítulo – Homer

1. O MODELO – HOMER ENERGY

O software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) é um modelo computacional proposto pelo National Renewable Energy Laboratory (NREL), o Laboratório Nacional de Energias Renováveis americano para pesquisa e desenvolvimento em energias e eficiência energética (Wottrich, Breno).

Ao analisar ou projetar um sistema de energia, existem muitos parâmetros a serem avaliados e decisões a serem tomadas no que diz respeito à configuração, como por exemplo, as opções tecnológicas utilizadas, a variação dos custos de cada opção, os componentes incluídos no projeto do sistema entre outros (Costa, Feijó).  

O modelo HOMER simplifica esta tarefa de avaliação de projetos de sistemas de energia conectados ou não à rede para uma variedade de aplicações (Costa, Feijó).   Seu algoritmo de otimização e análise de sensibilidade permite a avaliação da viabilidade técnica e econômica de uma ampla gama opções tecnológicas, considerando a variação de custos e a disponibilidade das fontes de energia (Wottrich, Breno).

1. UTILIZAÇÃO

A utilização do HOMER baseia-se no fornecimento de dados de entrada que descrevam as possíveis opções tecnológicas a serem avaliados, assim como, custos de cada componente e disponibilidade de recursos. (Costa, Feijó).  

A ferramenta usa estes dados de entradas para simular diferentes configurações de sistema, ou combinações de componentes, e gera resultados que podem ser visualizados através de uma lista de possíveis configurações, ordenadas pelo custo presente líquido (HOMER USER GUIDE).

Os cálculos de custo do sistema levam em conta parâmetros como investimento inicial, reposição, operação e manutenção, combustível e taxa de juros. O cálculo do VPL (valor presente liquido) pelo HOMER é feito da seguinte forma (Wottrich, Breno):

[pic 1]  (essas informações devem ser digitadas ou coladas como figura?)

[pic 2]

É possível também, exibir os resultados das simulações do HOMER em forma de tabelas e gráficos, com a finalidade de comparar as respectivas configurações e avaliá-las quanto aos seus aspectos econômicos e técnicos, e ainda exportar estas tabelas e gráficos para manuseio e uso em relatórios e apresentações (Costa, Feijó).  

Outra funcionalidade de grande utilidade da ferramenta HOMER é a possibilidade de analisar o efeito das mudanças de parâmetros como tais como disponibilidade de recursos e condições econômicas sobre o resultado o custo-benefício do cenário estudado através da analise de sensibilidade (Costa, Feijó).

Após simular todas as possíveis configurações de sistema, o HOMER exibe uma lista de configurações, ordenada pelo custo presente líquido (também chamado de custo de ciclo de vida), que pode ser utilizada para comparar opções de projeto de sistema.  

1. MODO DE OPERAÇÃO DO HOMER

O HOMER simula a operação de um dado sistema efetuando cálculos do balanço de energia para cada uma das 8.760 horas do ano, de modo que para cada hora, o programa compara a demanda elétrica e térmica com a energia que o sistema pode fornecer no momento, e calcula os fluxos de energia que entram e saem em cada componente do sistema.

Também é possível realizar simulações de sistemas que envolvam baterias ou geradores movidos a combustível, já que o HOMER também decide como operar os geradores em cada hora e se carrega ou descarrega as baterias do sistema em análise. (HOMER GUIDE)

O HOMER realiza os cálculos de balanço de energia para cada configuração de sistema que se deseja considerar, determinando se uma configuração pode ou não atender a demanda elétrica nas condições especificadas, e estimando o custo de instalação e operação do sistema durante a vida útil do projeto.

Para realizar os cálculos dos custos, o HOMER considera o custo de capital, substituição, operação e manutenção, combustível e os juros (Costa, Feijó).

Os principais processos realizados pelo software consistem na Otimização e na Análise de sensibilidade.

1. Otimização: após simular todas as possíveis configurações de sistema, o HOMER exibe uma lista de configurações, ordenada pelo custo presente líquido (às vezes chamado de custo de ciclo de vida). Com esta tabela, é possível comparar as opções desejadas dos projetos em análise.

1. Análise de Sensibilidade: Ao definir as variáveis de sensibilidade como dados de entrada, o HOMER repete o processo de otimização para cada variável de sensibilidade especificada e simula as configurações de sistema para cada uma das variáveis que o usuário especificar para o projeto.

1. Trabalhando com o HOMER

O HOMER é uma ferramenta capaz de analisar uma gama extensa de projetos de sistemas de pequenas centrais de energia e responder a uma série de questões de cunho técnico, econômico, ambiental entre outros. Segue abaixo um resumo das principais etapas a serem seguidas para se trabalhar com o HOMER (HOMER GUIDE / Costa, Feijo):

 

1. Formular a pergunta:

Para iniciar qualquer simulação no HOMER, é necessário ter em mente o que se deseja analisar e quais respostas são esperadas. O HOMER é capaz de responder diversos tipos de questões, como por exemplo:

1. É economicamente vantajoso, adicionar uma turbina eólica ao gerador a diesel no meu sistema?
2. Quanto o custo do combustível diesel precisa aumentar para fazer com que introdução da energia fotovoltaica ao meu sistema se torne viável?
3. Meu projeto atenderá a uma crescente demanda por energia elétrica?
4. É economicamente viável a instalação de uma micro turbina térmica para a minha instalação conectada à rede?

A partir da formulação da questão a ser solucionada pelo HOMER, é possível iniciarmos o estudo dos parâmetros, variáveis e dados de entrada necessários para a análise o do projeto desejado (Costa, Feijó).

1. Criar um arquivo HOMER:

Um arquivo HOMER contém todas as informações sobre as opções de tecnologia, custos de componentes e a disponibilidade de recursos necessários para o estudo de projetos de sistemas de energia, além de mostrar os resultados dos cálculos executados como parte de processos de análises de otimização e sensibilidade (HOMER GUIDE).