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Abstract

Theoretical Framework: The electrification of isolated communities, such as the Lago do Cuniã Extractive Reserve in Rondônia, requires sustainable energy solutions that promote social development. Although studies of renewable hybrid systems focus on economic optimization, there is a gap in the literature on their impacts on social indicators such as the Human Development Index (HDI) and job creation. This study aims to fill this gap by investigating the social effects of a hybrid energy system in the Brazilian Amazon. Method: An exploratory-descriptive, quantitative study was conducted to design a hybrid energy generation system for the community of Lago do Cuniã. The iHOGA software was used for energy simulations and NASA POWER for solar resource analysis. The proposed system integrates solar panels, diesel generators, batteries, an electrolyzer, an inverter, and a fuel cell. The methodology included energy resource assessment, component optimization, and calculation of the HDI and jobs generated. The employability analysis considered references from the literature (Lujano-Rojas et al., 2016; Rojas-Zerpa and Yusta, 2015). The HDI was calculated for a population of 400 people based on energy demand. Results and Discussion: The simulations indicated that the diesel generator had the greatest impact on job creation. However, a 75% increase in the community's energy demand, attributed to income growth and equipment acquisition, raised the HDI from 0.46 to 0.52 (an increase of 0.06). The optimized hybrid system produced 112,997 MWh/year. Replacing 3.84 MWh/year of diesel energy with solar energy would result in a reduction of approximately 5.36 tons of COâ per year (52.3%) and annual savings of about US$ 39,223. Research Implications: This study demonstrates that optimizing hybrid systems with a priority on renewable energy can increase the economic attractiveness of the project and boost human development by reducing the use of fossil fuels. The findings are crucial for planning sustainable rural electrification and promoting balanced local development. Originality/Value: The originality lies in the assessment of the impacts of a hybrid energy system on social (employability and HDI) and environmental (COâ reduction) indices in an isolated community in the Amazon, a topic that has been little explored in the literature. The comparative analysis of scenarios and the quantification of social and economic benefits add practical and theoretical value to the field.

Alternate abstract:

Referencial Teórico: A eletrificação de comunidades isoladas, como a Reserva Extrativista Lago do Cuniã em Rondônia, demanda soluções energéticas sustentáveis que promovam desenvolvimento social. Embora estudos de sistemas híbridos renováveis foquem em otimização econômica , há uma lacuna na literatura sobre seus impactos em indicadores sociais como o Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) e a geração de empregos. Este estudo visa suprir essa lacuna, investigando os efeitos sociais de um sistema híbrido de energia na Amazônia brasileira. Método: Foi conduzido um estudo exploratório-descritivo, quantitativo, para projetar um sistema híbrido de geração de energia para a comunidade do Lago do Cuniã. Utilizou-se o software iHOGA para simulações energéticas e o NASA POWER para análise de recursos solares. O sistema proposto integra painéis solares, geradores a diesel, baterias, eletrolisador, inversor e célula a combustível. A metodologia incluiu avaliação de recursos energéticos, otimização dos componentes, e cálculo do IDH e empregos gerados. A análise de empregabilidade considerou referências da literatura (Lujano-Rojas et al., 2016; Rojas-Zerpa and Yusta, 2015). O IDH foi calculado para uma população de 400 pessoas com base na demanda energética. Resultados e Discussão: As simulações indicaram que o gerador a diesel teve o maior impacto na criação de empregos. No entanto, um aumento de 75% na demanda energética da comunidade , atribuído ao crescimento da renda e à aquisição de equipamentos, elevou o IDH de 0,46 para 0,52 (acréscimo de 0,06). O sistema híbrido otimizado produziu 112,997 MWh/ano. A substituição de 3,84 MWh/ano de energia do diesel por energia solar resultaria na redução de aproximadamente 5,36 toneladas de COâ por ano (52,3%) e economia anual de cerca de US$ 39.223. Implicações da Pesquisa: Este estudo demonstra que a otimização de sistemas híbridos com prioridade em energias renováveis pode aumentar a atratividade econômica do projeto e impulsionar o desenvolvimento humano, ao reduzir o uso de combustíveis fósseis. Os achados são cruciais para o planejamento de eletrificação rural sustentável e a promoção de desenvolvimento local equilibrado. Originalidade/Valor: A originalidade reside na avaliação dos impactos de um sistema híbrido de energia em índices sociais (empregabilidade e IDH) e ambientais (redução de COâ ) em uma comunidade isolada da Amazônia, um tópico pouco explorado na literatura. A análise comparativa de cenários e a quantificação dos benefícios sociais e econômicos adicionam valor prático e teórico à área.

Alternate abstract:

Marco teórico: La electrificación de comunidades aisladas, como la Reserva Extractiva Lago do Cuniã en Rondônia, requiere soluciones energéticas sostenibles que promuevan el desarrollo social. Si bien los estudios sobre sistemas híbridos renovables se centran en la optimización económica, existe una brecha en la literatura sobre su impacto en indicadores sociales como el Índice de Desarrollo Humano (IDH) y la creación de empleo. Este estudio busca abordar esta brecha investigando los efectos sociales de un sistema híbrido de energía en la Amazonia brasileña. Método: Se realizó un estudio cuantitativo exploratorio-descriptivo para diseñar un sistema híbrido de generación de energía para la comunidad de Lago do Cuniã. Se utilizó el software iHOGA para las simulaciones energéticas y NASA POWER para el análisis del recurso solar. El sistema propuesto integra paneles solares, generadores diésel, baterías, un electrolizador, un inversor y una pila de combustible. La metodología incluyó la evaluación de los recursos energéticos, la optimización de componentes y el cálculo del IDH y los empleos generados. El análisis de empleabilidad consideró referencias de la literatura (Lujano-Rojas et al., 2016; Rojas-Zerpa y Yusta, 2015). El IDH se calculó para una población de 400 personas con base en la demanda energética. Resultados y discusión: Las simulaciones indicaron que el generador diésel tuvo el mayor impacto en la creación de empleo. Sin embargo, un aumento del 75% en la demanda energética de la comunidad, atribuido al crecimiento de los ingresos y la adquisición de equipos, elevó el IDH de 0,46 a 0,52 (un incremento de 0,06). El sistema híbrido optimizado produjo 112.997 MWh/año. Reemplazar 3,84 MWh/año de energía diésel por energía solar resultaría en una reducción de aproximadamente 5,36 toneladas de COâ al año (52,3%) y un ahorro anual de aproximadamente US$ 39.223. Implicaciones de la investigación: Este estudio demuestra que optimizar los sistemas híbridos priorizando las energías renovables puede aumentar el atractivo económico del proyecto e impulsar el desarrollo humano al reducir el uso de combustibles fósiles. Los hallazgos son cruciales para planificar la electrificación rural sostenible y promover un desarrollo local equilibrado. Originalidad/Valor: La originalidad reside en la evaluación de los impactos de un sistema energético híbrido en los índices sociales (empleabilidad e IDH) y ambientales (reducción de COâ ) en una comunidad aislada de la Amazonía, un tema poco explorado en la literatura. El análisis comparativo de escenarios y la cuantificación de los beneficios sociales y económicos aportan valor práctico y teórico al campo.

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