Regularization of hydroelectric reservoir levels through hydro and solar energy complementarity

Authors

Gabriela Mouriño, Arcilan Trevenzoli Assireu, Felipe Pimenta

Abstract

Hydrological changes during prolonged droughts, as verified in the last two decades in Brazil, may reduce the level of hydroelectric reservoirs to the point that energy rationings become necessary. Such fluctuations, have been mainly complemented by thermo power, which is much more expensive and polluting. This work addresses the possibility of complementing the hydro system with solar energy. Daily-accumulated solar radiation from São Paulo, covering the period from 1961 to 2012, is used to evaluate the seasonal and interannual variability of solar power generation. The computed solar energy is applied in a hybrid solar-hydro model, where the turbine outflow is reduced accordingly to the solar power production, so that storage is improved in the long-term. The study region is Itumbiara reservoir in Brazil-s Paraná hydrographic basin. Results suggest that this hybrid system should improve the reservoir ability to confront interannual climate variability.

Keywords

Mudanças hidrológicas; Complementaridade energética; Modelo híbrido; Variabilidade climática

Regularização do nível dos reservatórios hidrelétricos através da complementaridade hídrica e solar

Autores

Gabriela Mouriño, Arcilan Trevenzoli Assireu, Felipe Pimenta

Resumo

Mudanças hidrológicas durante secas prolongadas, conforme verificado nas últimas duas décadas no Brasil, podem reduzir o nível dos reservatórios ao ponto de tornar necessário o racionamento de energia. Tais flutuações têm sido complementadas principalmente por termelétricas, que são significativamente mais onerosas e poluentes. Este trabalho aborda a possibilidade de complementar o sistema hídrico com a energia solar. Para isto, foram utilizados dados diários de radiação solar medidos por uma estação meteorológica da cidade de São Paulo durante o período de 1961 a 2012. Os mesmos possibilitaram avaliar a variabilidade da energia solar nas escalas sazonal e interanual. A inserção da energia solar resultante foi aplicada a um modelo híbrido solar-hídrico, em que o fluxo de saída da turbina é reduzido em conformidade com a produção de energia solar. O armazenamento é assim alcançado em longo prazo. A região de estudo é o reservatório de Itumbiara, localizado na bacia hidrográfica do Rio Paraná, Brasil. Os resultados sugerem que este sistema híbrido deve melhorar a capacidade do reservatório para enfrentar a variabilidade climática interanual.

Palavras-chave

Mudanças hidrológicas; Complementaridade energética; Modelo híbrido; Variabilidade climática