As emissões de gases de efeito estufa crescerão nas próximas décadas e estima-se que até 2050, as emissões de CO2 subirão dos atuais 1 bilhão para 1.6 bilhões de toneladas por ano. Os navios são responsáveis por cerca de 2.6% das emissões globais de CO2. É fundamental o estudo e a implementação de sistemas híbridos em diversos setores. Os navios híbridos estão se tornando mais frequentes no mundo e diversas restrições internacionais estão sendo estabelecidas por agentes de regulação. A IMO - International Maritime Organization - por exemplo, impõe restrições rígidas de emissões através de normas para o setor de navegação. Neste contexto, esta dissertação aborda a simulação de baterias de Lítio Fosfato de Ferro (Lithium-Iron Phosphate - LiFePO4 - LFP) e de Lítio Óxido Níquel Manganês Cobalto (Lithium Nickel Cobalt Manganese Oxide - LiNiCoMnO2 - NMC) com aplicação em embarcações do tipo PSV - Platform Supply Vessel. As simulações foram executadas utilizando o software denominado HOMER, onde dois modelos de baterias foram utilizados para analisar quatro casos de desempenho técnico e outros quatro casos foram focados nos aspectos econômicos das baterias ao longo da vida útil. Alguns parâmetros como a capacidade de potência e de energia, profundidade de descarga, a degradação da bateria, os custos dos componentes do sistema do navio são avaliados em relação ao potencial de redução do consumo de combustível, emissões deCO2, número de ciclos, vida útil e parâmetros econômicos como despesas de capital - CAPEX, despesas operacionais - OPEX, payback e Valor Presente Líquido - V PL. O potencial de redução de emissões de CO2 mais significativo é de cerca de 11% ao ano. Em geral, o modelo de bateria que desconsidera o processo de envelhecimento tem um desempenho melhor do que o modelo que inclui a degradação. Além disso, a bateria operando a 70 % DoD é uma opção mais vantajosa do que utilizando 80 % DoD. Os resultados desse trabalho demonstram que o desempenho técnico-econômico da bateria NMC é ligeiramente superior ao sistema dimensionado com a célula LFP. Isso se deve ao menor custo e maior número de ciclos apresentada pela primeira. O cálculo do payback indica que o retorno de investimento de uma bateria operando conectada à rede nas operações portuárias pode atingir 6 anos e quando a mesma bateria opera sempre desconectada da rede, seu tempo de retorno de investimento subirá para 9 anos. Por fim, através de uma metodologia que integra todos os casos analisados, recomenda-se uma bateria que atenda parte do perfil operacional do PSV com uma capacidade de 600 kWh (1000 kW) considerando ambas tecnologias de baterias, um C-rate entre 0.40 e 0.60C para a célula LFP e C-rate no intervalo de 0.60 e 0.80C para a célula NMC (bateria de 1000 kWh).

The Greenhouse Gas (GHG) Emissions will grow in the next decades and it is estimated by 2050 that the CO2 emissions will be about 1600 million tons per year. Currently, this estimation is below 1000 million tons per year and CO2 emissions from ships all over the world are approximately 2.6% of global emissions. It is essential to study and implement hybrid systems in several sectors. Hybrid Ship Power Systems have been becoming more frequent in the world and international regulations are establishing restrictions to the shipping sector due to rapidly increasing these emissions. In terms of regulatory, the IMO - International Maritime Organization - imposes stiffer regulations to the naval industry for the reduction of greenhouse gas emissions and pollutants. This Master's Thesis approaches the batteries of Lithium-Iron Phosphate (LiFePO4 - LFP) and Lithium Nickel Cobalt Manganese Oxide (LiNiCoMnO2 - NMC) that are analyzed in Maritime application for typical Platform Supply Vessel - PSV. Simulations are run through HOMER Energy software. This work proposes two battery models that are analyzed although four simulation cases to technical performance and other four simulations cases related to the economic model. Battery model simplified, advanced and the same ones with economic model integrated are compared. Some characteristics such as power/energy capacities, C-rate, depth-of-discharge (DoD), cycle aging, and equipment costs are evaluated concerning the potential reduction of fuel consumption, CO2 emissions, fuel costs savings, equivalent full cycles (EFC), battery expected life, furthermore economic parameters as Capital Expenditures (CAPEX), Operational Expenditures (OPEX), payback and Net Present Value (NPV). The most significant potential CO2 emissions reduction among the analyzed cases is approximately 11% of the total emissions. In general, the battery model that disregards the aging process has a better performance than the degradation model, and a battery operating at 70% DoD is a preferable option. The results demonstrate that the Li-ion NMC battery system presents the techno-economic performance slightly higher than LFP cell due to the superior number of cycles and lower cost. The payback indicates that a battery connected in the grid during port operation is more attractive than the stand-alone mode operation, resulting in the payback time of 6 and 9 years to the same capacity, respectively. Finally, considering the integrated solution for all cases simulated, the battery operation on the PSV is recommended for the battery capacity at 600 kWh (1000 kW) to both cell technologies. However, the C-rate is limited between 0.40 and 0.60C for LFP cell and the interval at 0.40 and 0.80C for NMC cell (considering the energy capacity at 1000 kWh).