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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35741
Título: | Desenvolvimento de software de otimização baseado em programação linear para redução de custos relativos a cadeia de suprimentos de biomassa para geração de energia elétrica |
Título(s) alternativo(s): | Development of linear programming-based optimization software for cost reduction in the biomass supply chain for electricity generation |
Autor(es): | Biuk, Lucas Henrique |
Orientador(es): | Siqueira, Hugo Valadares |
Palavras-chave: | Logística empresarial Biomassa Geração distribuida de energia elétrica Controle de custo Programação linear Software - Desenvolvimento Business logistics Biomass Distributed generation of electric power Cost control Linear programming Computer software - Development |
Data do documento: | 13-Ago-2024 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Ponta Grossa |
Citação: | BIUK, Lucas Henrique. Desenvolvimento de software de otimização baseado em programação linear para redução de custos relativos a cadeia de suprimentos de biomassa para geração de energia elétrica. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2024. |
Resumo: | A busca por energias renováveis é impulsionada pela necessidade de mitigar os efeitos das mudanças climáticas, reduzir a dependência de combustíveis fósseis e criar um sistema energético mais sustentável. Essas fontes - como solar, eólica, hidrelétrica, biomassa e geotérmica - oferecem alternativas viáveis, pois são inesgotáveis e de baixo impacto ambiental. Investimentos em pesquisa, inovação e infraestrutura são essenciais para expandir a utilização dessas energias, impulsionando a transição para um futuro mais limpo e resiliente. Buscou-se desenvolver um algoritmo capaz de realizar a otimização de custos relativos à cadeia de suprimentos na geração de energia em termelétrica com uso de uma mistura de biomassas, fazendo desta uma opção mais eficiente e atrativa comercialmente. Embasado na cadeia de suprimentos da biomassa, levantou-se os dados logísticos, de transporte e estocagem de insumos e suas respectivas limitações, de características intrínsecas à termelétrica, e características físico-químicas das biomassas a serem utilizadas, sendo estas capim-elefante, resíduos florestais e resíduos de dendê. Os dados obtidos foram moldados em forma de parâmetros de um problema de programação linear, e juntamente com a modelagem matemática, foram definidas as restrições, variáveis de decisão e a função objetivo do problema. O algoritmo foi desenvolvido em linguagem Python, com principal apoio da biblioteca Pyomo, que realiza a estruturação de problemas de programação linear, e o GNU Linear Programming Kit (GLPK), resolvedor que busca encontrar uma solução ótima para o problema. O algoritmo ainda foi convertido em um software executável no sistema operacional Windows. O software obtido apresentou os resultados esperados, sendo estes as quantidades a serem compradas, tratadas, estocadas e queimadas de cada uma das biomassas, em cada período considerado, juntamente com o valor do custo de operação da usina termelétrica do estudo de caso. |
Abstract: | The search for renewable energy is driven by the need to mitigate the effects of climate change, reduce dependence on fossil fuels, and create a more sustainable energy system. Renewable sources - such as solar, wind, hydroelectric, biomass, and geothermal - offer viable alternatives because they are inexhaustible and have a low environmental impact. Investments in research, innovation, and infrastructure are crucial for expanding the use of these energy sources, driving the transition toward a cleaner and more resilient future. The goal was to develop an algorithm capable of optimizing the costs related to the supply chain in a thermoelectric plant’s energy generation using a mixture of biomasses, making it a more efficient and commercially attractive option. Based on the biomass supply chain, logistical, transport, and storage data for inputs and their respective limitations, intrinsic characteristics of the thermoelectric plant, and the physicochemical characteristics of the biomasses to be used - namely elephant grass, forest residues, and palm residues - were gathered. The data obtained were shaped into parameters of a linear programming problem, and along with the mathematical modeling, the constraints, decision variables, and objective function of the problem were defined. The algorithm was developed in Python, with primary support from the Pyomo library, which structures linear programming problems, and the GNU Linear Programming Kit (GLPK), a solver seeking an optimal solution to the problem. The algorithm was also converted into executable software on the Windows operating system. The developed software produced the expected results, including the quantities of each biomass to be purchased, processed, stored, and burned in each considered period, as well as the operating costs of the thermoelectric plant in the case study. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35741 |
Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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