Difusão de energia solar em centros urbanos : mudança estrutural e complexidade

Abstract

Resumo: A geracao descentralizada de energia solar tornou-se uma das grandes alternativas energeticas para o mundo e esta em seus estagios iniciais de disseminacao, como uma nova tecnologia disruptiva, com efeitos sobre o desenvolvimento economico e a organizacao dos centros urbanos, gerando mudancas que atingem a forma de organizacao do mercado de energia, a dinamica das cidades e o comportamento das familias que passam a se comportar simultaneamente como consumidores e produtores de energia. Atualmente, existem poucos modelos descentralizados de difusao de geracao solar e muitos dos modelos atuais se concentram em alguns aspectos como: comportamento do consumidor, estabilidade da rede fisica ou minimizacao de perdas. Projetou-se nessa dissertacao um modelo de difusao tecnologica para superar as limitacoes existentes lancando mao de um modelo de simulacoes baseadas em agentes que cria uma cidade de topologia hipotetica que integra varias camadas e adiciona variaveis micro e macroeconomicas que sao importantes para uma compreensao sistemica do problema. As contribuicoes incluem: a) difusao espacialmente que depende da distribuicao topologica residencial de um centro urbano; b) interacao social das familias que interferem na decisao individual do investimento; c) a funcao de investimento micro financiado pelas familias; d) integracao entre a rede eletrica e decisoes economicas; e) formacao de precos endogenos; e finalmente f) Avaliacoes de politicas publicas de mercado, tais como subsidios, precos minimos e investimentos. Os resultados obtidos pela simulacao apresentaram no modelo proposto que a heterogeneidade de renda entre os bairros podem ser um empecilho para a difusao dos paineis. Alem de avaliar que diferentes politicas, precos e subsidios tem impactos na adocao dessa nova tecnologia. Palavras-chave: Difusao Tecnologica, Sistemas Complexos, Modelo Baseado em Agente, Energia Solar, Geracao Distribuida.

Abstract: ABSTRACT Decentralized generation of solar power has become one of the great energy alternatives for the world and it is in its initial stages of dissemination as a new disruptive technology, with diverse effects on the economic development and the organization of the urban centers, generating structural changes that reach the energy market organization form, the urban centers dynamics and the familie's behavior which have a simultaneous role as consumer/producer. Currently, there are few decentralized solar generation diffusion models and many of the current models focus on some specific aspects including: consumer behavior, physical network stability, and loss minimization. We designed a technological diffusion model to overcome the existing limitations based on long-term agents in a city of hypothetical topology that integrates several layers and adds several micro and macroeconomic variables that are important for a systemic understanding of the problem. Relevant contributions include: a) Spatially localized diffusion that depends on the topological distribution of residences in an urban center; b) social interaction of families which interferes with the individual investment decision; c) the micro-funded investment function of families and system operators allowing aggregation of the dynamics of public and private investments); d) integration between the physical network (IEEE 33 standard) and economic decisions; e) endogenous price formation; and finally f) Market public policy evaluations, such as subsidies, minimum prices and investments. The results obtained by the simulation presented in the proposed model that the heterogeneity of income among the neighborhoods may be an obstacle to the diffusion of the panels. Besides evaluating that different policies, prices and subsidies have impacts on the adoption of this new technology. Keywords: Technological Diffusion, Solar Energy, Distributed Generation, Complex Systems, Agent-Based Model.