Agro photovoltaic: feasibility of synergistic system in the sugarcane bioenergy sector

Quaestum

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ISSN: 2675441X
Editor Chefe: Humberto Francisco Silva Spolador
Início Publicação: 14/09/2020
Periodicidade: Anual
Área de Estudo: Multidisciplinar

Agro photovoltaic: feasibility of synergistic system in the sugarcane bioenergy sector

Ano: 2022 | Volume: 3 | Número: Não se aplica
Autores: M.A. Stefani, J. Felema
Autor Correspondente: M.A. Stefani | [email protected]

Palavras-chave: Cogeração, Otimização do uso da terra, Energia renovável, Energia solar.

Resumos Cadastrados

Resumo Português:

O  presente  trabalho  avaliou  a  viabilidade  do  emprego  da  abordagem  agro  fotovoltaica  no  ramo  sucroenergético  da  cana.  É  apresentada uma proposta de arquitetura de implementação fotovoltaica a ser instalada sobre a mesma área do canavial, sem redução da área plantada, respeitando as condicionantes agronômicas da lavoura. Foram analisadas as influências mútuas, os ajustes necessários no manejo da cultura, os efeitos em custos e rendimentos agroindustriais, as economias decorrentes das sinergias encontradas, refletindo em  ganhos  econômicos  pela  geração  elétrica  adicional.  Os  efeitos cruzados  foram  combinados  e  aplicados  em  uma  hipotética  usina  sucroenergética, na região central do estado de São Paulo, utilizando parâmetros típicos da safra 2019/2020, de acordo com os relatórios setoriais  atualizados,  e  similarmente,  parâmetros  típicos  de  usinas  fotovoltaicas.  O  maior  ganho  operacional  foi  oriundo  da  otimização  do  compartilhamento  dos  custos  com  a  geração  elétrica  por biomassa  e  o  maior  incremental  relativo  de  custo  decorreu  da  instalação  fotovoltaica,  modificadas  convenientemente  ao  manejo  da  cana.  A  abordagem  se  mostrou  economicamente  viável, respeitando  as  condicionantes  agronômicas  da  lavoura  e  a  otimização  do  uso  da  infraestrutura  da  cogeração  elétrica  por  biomassa,  permitindo  um  aumento significativo das receitas da cogeração de energia e da margem econômica combinada. O prazo médio de retorno do investimento ficou ao redor de 12 anos, capital próprio, e 9 anos utilizando financiamento em linhas específicas de fomento. Os principais condicionantes da viabilidade são aqueles relacionados ao preço médio negociado da energia elétrica, e ao despesas de capitais (CAPEX) da arquitetura da instalação fotovoltaica adaptada, este fortemente atrelado à taxa de câmbio.



Resumo Inglês:

A  feasibility  analysis  of  the  agro  photovoltaic  approach  applied  in  the  sugarcane  energy  sector  is  presented.  A  tailored  architecture  of  photovoltaic  implementation  was  designed  to  be  installed above  and  on  the  same  area  of  sugarcane  plot  without  reduction  of  the  planted  area,  respecting  the  agronomic  requirements of the crop. Were analyzed mutual influences, necessary adjustments in crop handling, life cycle management, cross effects on agro-industrial costs and yields,  potential  savings,  gains  by  additional  electricity  generation  and  improved  economic  results  from  synergies.  The combined  cross  effects  were  applied  in  a  hypothetical  sugar-energy  plant  in  the  central  region  of  the  state  of  São  Paulo,  using  typical  figures  and  parameters  of  the  2019/2020  harvest  season, based  on  updated  sectorial  reports,  and  using  similarly  typical  parameters  of  photovoltaic  plants. The greatest operational gain was due to the optimization and cost sharing with the existing electricity generation on the thermal plant drive by biomass, and the  highest  relative  incremental  cost  resulted  from  the  photovoltaic  installation,  adapted conveniently to the special management and handling practices required by  sugarcane  crop.  The  approach  proved  economically  feasible,  respecting  the  agronomic conditions of the crop and the optimized use of the electric cogeneration infrastructure drive by biomass. The approach resulted on a significant increase in the revenues of energy cogeneration and the joint economic margin. The average return  on  investment  period  was  around  12  years,  and  9 years using  specific  promoted funding lines. The main feasibility constraints and check items are those related to the minimum negotiated average price of electricity, and to the capital expenditure (CAPEX) of the adapted photovoltaic architecture installation, strongly linked to the currency exchange ratio.