Sistemas autônomos de iluminacão pública em corrente contínua

Abstract

This research presents an alternative to conventional street lighting circuits through a Microsystem Isolated Generation and Distribution of Electric Power (MIGDI) fed by direct current through photovoltaic panels. The proposed radial circuit is formed of 20 points of lighting, which comprises a subdivision of an urban lighting circuit composed of 293 nodes in total. For the allocation of distributed generation (DG), a Mixed Integer Quadratic Programming (PQIM) was solved using algebraic modeling language AMPL ( Modeling Language for Mathematical Programming ) in the CPLEX solver, which uses optimization algorithm classical Branch and Bound ( B & B ). A comparative analysis, considering technical, constructive, environmental and economic aspects is made, from an initial investment, comparing vapor lamps high pressure sodium ( HPS ) of 70 W, 220 Vac, normally used in public lighting, and LED ( Light - Emitting Diode) technology 30W high brightness, 12 and 24 Vdc . Time of return ( payback ) for a horizon of twenty five years ( lifetime of photovoltaic solar panels) is estimated to determine the savings from the replacement of HPS lamp by LED technology in the proposed circuit

Esta pesquisa tem como objetivo principal apresentar uma alternativa aos circuitos de iluminação pública convencionais, através de Microssistemas Isolados de Geração e Distribuição de Energia Elétrica (MIGDI), alimentados em corrente contínua, por meio de painéis fotovoltaicos. O circuito proposto é radial e conformado por vinte nós, que compõem um circuito de iluminação de um loteamento urbano composto de 293 nós no total. Para a alocação da geração distribuída (GD), foi solucionado um problema de Programação Quadrático Inteiro Misto (PQIM), através da linguagem de modelagem algébrica AMPL (Modeling Language for Mathematical Programming), utilizando o solver CPLEX, que faz uso do algoritmo de otimização clássica Branch and Bound (B&B). É feita uma análise comparativa considerando aspectos técnicos, construtivos, ambientais e econômicos, considerando o investimento inicial para o circuito proposto para a conexão com lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão (VSAP) de 70 W e 220 Vca, normalmente usadas em iluminação pública, e a tecnologia LED (Light – Emitting Diode) de 30 W de alto brilho de 12 e 24 Vcc. É estimado um tempo de retorno (payback) para um horizonte de vinte cinco anos (vida útil dos painéis solares fotovoltaicos), para determinar o ganho e economia obtida com a troca de lâmpada VSAP por LED no circuito proposto