Viabilidade técnico-econômica da integração de sistemas BESS em complexos solares fotovoltaicos submetidos ao curtailment: um estudo de caso

Abstract

Este trabalho analisa o impacto técnico-econômico da implementação de um Sistema de Armazenamento de Energia por Baterias (Battery Energy Storage System – BESS) em um complexo solar fotovoltaico submetido a eventos de curtailment, avaliando o aproveitamento da energia restringida por meio da estratégia de deslocamento temporal de energia. A pesquisa foi desenvolvida a partir de um estudo de caso baseado em dados reais de geração, curtailment e Preço de Liquidação das Diferenças (PLD) de um complexo solar fotovoltaico brasileiro. Inicialmente, foram caracterizados o empreendimento e os eventos de curtailment, sendo posteriormente dimensionados sistemas BESS para cenários de recuperação de 10%, 30% e 50% da energia restringida. Em seguida, foi modelada a operação do sistema considerando o armazenamento da energia durante os períodos de restrição e sua comercialização nos horários de maior valor do PLD. Para avaliar a viabilidade técnico-econômica, foram calculados os indicadores Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e Payback Descontado, considerando diferentes cenários de investimento baseados em custos atuais e em um cenário prospectivo de redução do custo da tecnologia. Os resultados demonstraram que o sistema BESS apresenta viabilidade técnica para recuperar a energia submetida ao curtailment e aumentar a receita por meio do deslocamento temporal da energia. Entretanto, com os custos atuais da tecnologia, todos os cenários analisados mostraram-se economicamente inviáveis. No cenário prospectivo, apenas a recuperação de 50% da energia restringida apresentou indicadores econômicos favoráveis, evidenciando que a redução do custo de investimento constitui o principal fator para a viabilidade econômica da tecnologia no contexto brasileiro.This study analyzes the techno-economic impact of implementing a Battery Energy Storage System (BESS) in a utility-scale photovoltaic (PV) power plant subjected to curtailment events, evaluating the utilization of curtailed energy through the time-shifting strategy. The research was conducted as a case study based on real-world data on power generation, curtailment, and the Brazilian Settlement Price for Differences (PLD) from a utility-scale photovoltaic complex. Initially, the photovoltaic plant and its curtailment events were characterized, followed by the sizing of BESS configurations for energy recovery scenarios of 10%, 30%, and 50% of the curtailed energy. Subsequently, the system operation was modeled considering energy storage during curtailment periods and its commercialization during periods of higher PLD values. To assess the techno-economic feasibility, the indicators Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), and Discounted Payback Period were calculated for different investment scenarios based on current technology costs and on a prospective scenario considering future cost reductions. The results demonstrated that the BESS is technically feasible for recovering curtailed energy and increasing project revenues through the time-shifting strategy. However, under current technology costs, all analyzed scenarios proved to be economically unfeasible. In the prospective scenario, only the recovery of 50% of the curtailed energy yielded favorable economic indicators, demonstrating that reducing the investment cost is the primary factor for achieving the economic viability of BESS technology in the Brazilian context.