A motivação para o desenvolvimento desse trabalho surge em um momento em que se verifica uma participação cada vez mais significativa das fontes energéticas renováveis não convencionais no País. Não obstante, o cenário de evolução evidencia que o arcabouço regulatório e as regras de mercado não acompanharam as especificidades inerentes à exploração dessas fontes. Como consequência, temos um setor elétrico moldado para a exploração de usinas de grande porte, como hidrelétricas e termelétricas convencionais, cuja expansão aponta para modicidade tarifária baseada em preço de venda de energia calculado de forma isolada, sem considerar os custos indiretos e as externalidades de cada fonte. Por essa razão, para que se mantenha adequado ritmo de inserção na matriz energética, devem ser buscadas opções para que fontes renováveis não convencionais sejam cada vez mais competitivas na atual configuração do mercado energético. A contribuição dessa pesquisa, portanto, centra-se na identificação do comportamento energético complementar, com suporte de estudos e simulações envolvendo a sazonalidade na produção e as características particulares de cada fonte, permitindo incrementos de produção e receita, sem aumentar o risco de perdas. Tal ganho é possível em virtude das compensações energéticas feitas entre as diferentes fontes em um portfólio combinado, mitigando a receita em risco decorrente das variações que existem nos preços de curto prazo e na produção energética. As simulações foram divididas em três etapas, de forma evolutiva e complementar. A primeira considera quatro fontes distintas: biomassa, eólica, solar e pequena central hidrelétrica (PCH), combinadas em diferentes portfólios, com o objetivo de identificar o arranjo com maior receita, dada a probabilidade de valores abaixo de um mínimo estabelecido. A segunda analisa a complementação entre uma PCH e quatro diferentes parques eólicos com histórico de geração reconstituído a partir de velocidades de vento desde 1948, obtidas a partir de modelo de Mesoescala, caracterizando uma evolução em relação à primeira simulação, onde foram considerados dados determinísticos, além da utilização do CVaR como critério de risco. Finalmente, a última etapa considerou a entrada gradual de uma fonte renovável em um portfólio hidráulico existente, com o objetivo de analisar o comportamento do risco.

The motivation to write this thesis has arisen at a time when the participation of nonconventional renewable sources in the Brazilian electric energy matrix has become more significant. However, the scenario of the regulatory framework and market rules has not followed the specificity of the nature of these sources. Therefore, the electric sector is shaped for the exploitation of large power plants, such as the conventional hydro and thermal; at the same time, the expansion aims at tariff reduction based on energy selling prices alone, putting aside indirect costs and externalities of each source. In order to maintain a higher growth rate in the national electric matrix, nonconventional renewable sources must find alternatives to the current electric market. Therefore, the purpose of this study is to identify a complementary pattern for these sources by means of studying and simulating seasonality of energy production and specific features of each one. This allows revenues increase while mitigating risks in a scenario where spot prices and energy production vary greatly. Such gains are possible due to differences amongst each source considered in the simulations, compensating the results in a diversified portfolio. Simulations were divided into three stages and carried out in an evolutionary and complementary manner. The first stage involves four different renewable sources: biomass, wind, solar and small hydro power. All of these sources were combined in different portfolios in order to identify an arrangement that provides the best revenue giving an acceptance of risk, measured by probability of revenue under a minimum settled value. The second stage has analysed the complementation between a small hydro and four different fields of wind power plants. In addition, the wind generation data was a reconstruction of wind speed data validated since 1948, with the aid of Mesoescale Models; an evolution in comparison to the first stage, which has used deterministic information. Another improvement was that the risk was measured using the CVaR (Conditional Value at Risk). Finally, an increasing amount of renewable source was added into an existing hydraulic portfolio, in order to analyse the risk effects of the combination.