A importância do armazenamento de energia em Microgrids nos centros urbanos

Caroline Anesi de Oliveira

Caroline Anesi de Oliveira

Estagiária na ABAQUE

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           A maior parte da energia elétrica produzida no mundo é gerada a partir de sistemas centralizados de usinas movidas a combustíveis fósseis ou nucleares. O Brasil, rico em recursos naturais como fonte de energia elétrica, foi e continua sendo totalmente dependente da fonte hídrica para suprir o alto consumo de sua população (ANEEL, 2017).

Como pode ser visto na figura ao lado, dados de setembro de 2017 do Banco de Informações de Geração (BIG) da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) mostram que 64,5% de toda energia produzida no país é gerada através de hidrelétricas, acrescido do fato de que a política adotada de se ter grandes empreendimentos distantes do centro de carga implicou na necessidade de grandes investimentos em linhas de transmissão.

           Na década de 1880, Thomas Edison defendia que a melhor alternativa para o atendimento da demanda de energia seria através de instalações nas quais os geradores localizavam-se próximos aos pontos de consumo, com corrente contínua. Por outro lado, Nikola Tesla apoiava a construção de centrais geradoras próximas às fontes de energia primária, como rios ou minas de carvão, e dizia que a distribuição de energia deveria ser feita por linhas de transmissão de longas distâncias, utilizando para isso corrente alternada.

           Com o passar dos anos, os sistemas de energia seguiram a proposta de Tesla, tendo as centrais geradoras cada vez maiores e, para que a energia pudesse percorrer longas distâncias (até chegar ao consumidor) os sistemas de transmissão elevavam sua tensão. E foi assim que o Brasil planejou o seu sistema de energia até 2001, ano em que ocorreu uma crise elétrica por falta de planejamentos e ausência de investimentos e foi agravada pelas poucas chuvas. Foi possível perceber a fragilidade do sistema brasileiro de geração de energia elétrica e sua dependência de uma fonte de suprimento que mostrava certa incerteza. No auge da crise de 2001 foram tomadas medidas de introduzir na matriz energética brasileira as usinas térmicas, as únicas capazes de dar resposta rápida ao problema do racionamento. A partir deste momento, a matriz de energia elétrica brasileira passou a ter outras opções. Com o advento do fomento para fontes renováveis, no início da primeira década deste século, com o programa PROINFA, outras fontes como a geração eólica e PCH’s ganharam espaço.

           A introdução de outras fontes mostrou a competitividade de alternativas energéticas promovendo uma contínua expansão. Ao mesmo tempo, várias iniciativas para promover a descentralização de geração foram tomadas, ainda que de forma tímida.

           A revisão da resolução nº 482 da ANEEL no final de 2015 deu ensejo à forte expansão da Geração Distribuída (GD). A expansão das fontes em GD, especificamente fotovoltaicas (FV), está dando origem a uma forte transformação no processo. Na figura abaixo podemos observar o avanço que a geração FV teve após incentivo da REN 482.

           Em função da consulta pública MME-33, o Brasil começa a dar passos para um processo de integração de novas tecnologias em GD e microgrids em seu parque energético. As mudanças se fazem em função da abundância de alternativas tecnológicas que passam a ser colocadas para o consumidor como sistemas e softwares de gestão e smart-grids e tecnologias de armazenamento de energia. O potencial de uma GD pode ser melhor entendido em sistemas chamados de microgrids. A figura abaixo mostra a estrutura de um microgrid.

           Segundo definição do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), microgrids são grupos de recursos energéticos compostos de alguns ou vários consumidores em uma área física específica, podendo ter geração a partir de fontes renováveis ou convencionais. Esse grupo pode ser conectado ao sistema interligado de energia elétrica, comumente chamado on-grid, por meio de um ponto de acoplamento com a concessionária local para operação em paralelo. É necessário também que um microgrid possua um sistema inteligente de comando para que tenha capacidade de automaticamente desconectar-se durante distúrbios provenientes dele ou da rede local.

           Além da opção de estar interligado com a rede local, os microgrids também podem operar off-grid ou em ilhamento, o que significa estarem desconectados da rede da concessionária.

           Microgrids conectados à rede são tecnologias de energia que vem ganhando cada vez mais atenção no contexto urbano. Por conseguinte, os microgrids locais podem ser um bloco de construção apropriado para o futuro do nosso sistema elétrico. Esse sistema elétrico partirá de uma estrutura centralizada em direção a uma série de microgrids locais, conforme teoria de Thomas Edison nos anos de 1800.

           Os microgrids possuem papel importante no novo modelo de geração e distribuição de energia que está sendo implantado no mundo, porém ainda possui muitas fragilidades. Dentre elas, podemos citar a alta sensibilidade que esse sistema possui frente às mudanças de carga e geração de energia.

           Desse modo, a solução para que esse sistema se torne mais confiável, seguro e resiliente, é inserindo um Sistema de Armazenamento de Energia (SAE). Os SAE conseguem suavizar os efeitos das variações através do controle de frequência e tensão e proporcionam melhor aproveitamento da energia gerada pelo sistema.

           O armazenamento de energia “assegura que os serviços essenciais às residências ou instalações profissionais, como segurança, informação e conforto estejam disponíveis mesmo quando o suprimento de nossa concessionária falha” (BUENO; BRANDÃO, 2017). Permite também que o consumidor armazene energia durante o dia, onde a demanda é menor que a geração, e a utilize durante o horário em que a energia da concessionária possui alto valor, horário de ponta.

           Através da figura abaixo, pode-se perceber que a importância dos sistemas de armazenamento em redes elétricas está finalmente recebendo a atenção dos planejadores do sistema e de seus consumidores, assim como cada vez mais novas opções de armazenamento de energia estão disponíveis no mercado. Desse modo, tornou-se praticamente impossível falar sobre microgrids ou de geração distribuída e projetá-las sem considerar um SAE conectado a ela.

           "Estima-se que até 2023 o mercado brasileiro demande aproximadamente 95 GWh em SAE. Este montante equivale a cerca de 50% de toda a capacidade instalada em SAE no mundo ao final do ano de 2015" (BUENO; BRANDÃO, 2017).

Por Caroline Anesi de Oliveira

Para mais informações: caroline.oliveira@abaque.com.br


REFERÊNCIAS

ANEEL. Banco de Informações de Geração: Capacidade de Geração no Brasil. Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm>. Acesso em: 24 de set. de 2017.

______. Nota Técnica nº 17/2015. Proposta de abertura de Audiência Pública para o recebimento de contribuições visando aprimorar a Resolução Normativa nº 482/2012 e a seção 3.7 do Módulo 3 do PRODIST. ANEEL, 2015. Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/audiencia/arquivo/2015/026/documento/nota_tecnica_0017_2015_srd.pdf>. Acesso em: 12 de set de 2017.

BUENO, A. F.M.; BRANDÃO, C. A. L. Visão Geral de tecnologia e Mercado para os Sistemas de Armazenamento de Energia Elétrica no Brasil. Belo Horizonte, 2017.

DOE GLOBAL ENERGY STORAGE DATABASE: Office of Electricity Delivey & Energy Reliability. <https://www.energystorageexchange.org/>.

NASCIMENTO, R. L. Energia solar no brasil: situação e perspectivas. Disponível em: <file:///C:/Users/Caroline/Downloads/energia_solar_limp.pdf>. Acesso em: 25 de set. de 2017.

ROBERTS, B. P.; SANDBERG, C. The Role of Energy Storage in Development of Smart Grids: Energy storage aspects of the Smart Grid are discussed in this article; various storage technologies are reviewed and the importance of storage systems in electric grid operation is described. Disponível em: <https://pdfs.semanticscholar.org/75e9/aed5fde8097a7e1b7199c6bc55ec05e7f8bf.pdf>. Acesso em: 09 de set. de 2017.