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5/24/2018 TCC_Impacto Gera o Distribuida No Sistema El trico
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINAUFSCDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICADEEL
CENTRO TECNOLGICOCTCCAMPUS UNIVERSITRIO - TRINDADE - CEP 88040-900
FLORIANPOLIS - SANTA CATARINA
Impactos da Insero de GeraoDistribuda no Sistema Eltrico: AspectosTcnicos, Ambientais, Sociais e
Institucionais
Monografia submetida Universidade Federal de Santa Catarina
como requisito para a aprovao da disciplina:
EEL 7890 Trabalho de Conc luso de Curs o
Orientado r: Prof. C. Celso de B . Camargo , Dr.
Florianpolis, julho de 2010.
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Impactos da Insero da Gerao Distribuda no SistemaEltrico: Aspectos Tcnicos, Ambientais, Sociais e
Institucionais
Vinicius Chaves Santos
Esta monografia foi julgada no contexto da disciplinaEEL 7890: Trabalho de Concluso de Curso
e aprovada na sua forma final peloCurso de Engenharia Eltrica
Banca Examinadora:
Prof. C. Celso de B. Camargo, Dr.Orientador
Prof. Hans Helmut Zrn, Ph.D.
Prof. Mauricio Valencia Ferreira da Luz.Responsvel pela disciplina
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AGRADECIMENTOSAgradeo a minha famlia pelo incentivo e apoio, aos colegas e amigos pelo
companheirismo tanto nos bons como nos maus momentos durante toda a
graduao, aos professores pelo conhecimento repassado e ao orientador Prof. C.
Celso de B. Camargo, por todo o auxlio prestado no desenvolvimento desse
trabalho, pois sem o mesmo esse trabalho no existiria.
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Resumo da Monografia apresentada UFSC como parte dos requisitos
necessrios para a aprovao na disciplina EEL7890: Projeto Final.
Impactos da Insero da Gerao Distribuda no SistemaEltrico: Aspectos Tcnicos, Ambientais, Sociais e
Institucionais
Vinicius Chaves Santos
Julho/2010
Orientador: Prof. C. Celso de B. Camargo, Dr.rea de Concentrao: Sistemas de Potncia.Palavras-chave: Gerao Distribuda, Fontes Renovveis, Interconexo.Nmero de pginas: 63
Este trabalho faz uma reviso bibliogrfica sobre os principais impactos da inseroda Gerao Distribuda (GD) na rede eltrica, avaliando os aspectos tcnicos,
econmicos, sociais, ambientais e institucionais. Para contextualizar o tema e as
condies dentro do pas em relao a essa nova forma de gerao, feita uma
abordagem sobre a matriz eltrica brasileira, principalmente a participao das
fontes renovveis e seu crescimento nos ltimos anos. Em seguida, so
apresentadas as principais legislaes de incentivo a expanso da GD e as barreiras
para sua implementao. Por fim, so discutidas as etapas para a interconexo da
GD como uma forma de padronizar essas etapas e assim, garantir uma maior
confiabilidade ao sistema e os principais fatores da insero de fontes renovveis
variveis como a forma de gerao distribuda que operador do sistema deve
considerar para cada nvel de penetrao.
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SUMRIO
Lista de Iustraes ........................................................................................ viLista de Siglas e Abreviaes...................................................................... viCaptulo 1: Introduo.................................................................................... 1
1.1: Motivao ............................................................................................... 11.2: Contribuies do Trabalho ..................................................................... 21.3: Estrutura do Trabalho ............................................................................ 2
Captulo 2: Reviso Bibliogrfica.................................................................. 4
2.1: Contexto Atual........................................................................................ 4
2.2: Questo Ambiental ................................................................................. 52.3: Sistema Interligado Nacional ................................................................. 52.4: Instituies do Setor Eltrico Brasileiro .................................................. 62.5: Matriz Energtica do Brasil .................................................................... 82.6: Fontes Renovveis de Energia .............................................................. 92.7: Gerao Distribuda ............................................................................. 14
Captulo 3: Oportunidades e Barreiras da Gerao Distribuda............... 193.1: Introduo ............................................................................................ 193.2: Instrumentos de Incentivo Para as Fontes Renovveis e a GD ........... 203.3: Barreiras Implantao da GD e utilizao de Fontes Renovveis de
Energia .................................................................................................................. 23Captulo 4: Aspectos de Interconexo de Sistema de GD........................ 30
4.1: Introduo ............................................................................................ 304.2: Anlise Tcnica da Interconexo ......................................................... 314.3: Passo 1: Entrega da Solicitao .......................................................... 314.4: Passo 2: Avaliao da Solicitao ....................................................... 324.5: Passo 3: Acordo de Interconexo ........................................................ 364.6: Passo 4: Execuo do Projeto ............................................................. 36
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4.7: Passo 5: Conexo, Teste e Operao ................................................. 37Captulo 5: Impacto da GD na rede eltrica...Erro! Indicador no definido.
5.1: Introduo ............................................................................................ 395.2: Operao do Sistema Eltrico.............................................................. 395.3: Previso de Demanda e Energia Elica ............................................... 445.4: Crdito de Capacidade ........................................................................ 465.5: Capacidade de Reserva ....................................................................... 515.6: Gerenciamento Pelo Lado da Demanda .............................................. 525.7: Requisitos de Operao da Rede ........................................................ 555.8: Custo Extra de Fontes Renovveis Intermitentes ................................ 56
Captulo 6: Concluso.................................................................................. 60Referncias Bibliogrficas........................................................................... 62
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Lista de Ilustraes
Tabela 2.1Empreendimentos em Operao no Brasil)____________________________________ 6Tabela 2.2Oferta Interna de Energia no Brasil 2009 _____________________________________ 8
Tabela 2.3Oferta Interna de Energia Eltrica no Brasil Fonte: _____________________________ 11
Figura 2.1Oferta Interna de Energia ( Mundo 2007) _____________________________________ 4
Figura 2.2Oferta Interna de Energia (OCDE 2008)) _____________________________________ 5
Figura 2.3Oferta Interna de Energia Eltrica Fonte) ____________________________________ 11
Figura 2.4Expanso das PCHs no Brasil _____________________________________________ 13
Figu ra 5.1Exemplo de Suavizao devido a integrao Fonte:) ___________________________ 41
Figu ra 5.2Efeito da Suavizao pela Disperso Geogrfica ______________________________ 42
Figu ra 5.3 -Complementariedade entre Energia Hidroeltrica e Energia ElicaSistema Sudeste 43Figu ra 5.4 - Valores de Crdito de Capacidade para vrios Nveis de Penetrao Elica_________ 48
Figu ra 5.5Fator de Capacidade Mdio para diferentes nveis de demanda __________________ 49
Figu ra 5.6Porcentagem da Gerao Eltrica entregue em relao a demanda para cada ms __ 49
Figu ra 5.7 - Tcnicas para Alteras as Curvas de Demanda Fonte: (JARDIM,2007) _____________ 54
Figu ra 5.8Custo de Variabilidade para Altos Nveis de Penetrao Elica __________________ 58
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Lista de Siglas e Abreviaes
ABEElica- Associao Brasileira de Energia Elica
ANEEL- Agncia Nacional de Energia Eltrica
ANSI- American National Standards Institute
CCEE- Cmara de Comercializao de Energia Eltrica
CMSE- Comit de Monitoramento do Setor Eltrico
CNPE- Conselhor Nacional de Poltica Energtica
COGEN_RJ- Associao dos Co-geradores do Estado do Rio de Janeiro
COGEN_SP- Associao dos Co-geradores do Estado de So Paulo
DNAEE- Departamento Nacional de guas e Energia Eltrica
EPE- Empresa de Pesquisa EnergticaGD- Gerao Distribuda
GLD- Gerenciamento pelo Lado da Demanda
IEEE- Institute of Electrical and Electronic Engineers
MCHs- Micro Centrais Hidreltricas
MME- Ministrio de Minas e Energia
NFFO- NonFossil Fuel Obligation
OCDE - Organizao para a Cooperao e Desenvolvimento Econmico
OIE- Oferta Interna de Energia
NOS- Operador Nacional do Sistema
PCHs- Pequenas Centrais Hidreltricas
PIE- Produtor Independente de Energia
PPC- Probabilidade de Perda de Carga
PROINFA- Programa de Incentivo s Fontes Alternativas de Energia Eltrica
PURPA- Public Utility Regulatory Policy Act
RPS- Renewable Portfolio Standard
SIN- Sistema Interligado Nacional
TGCC-Turbina a Gs de Ciclo Combinado
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Captulo 1: Introduo
A crise energtica do incio desta dcada e as dificuldades de viabilizao denovos aproveitamentos hidreltricos de grande porte, por causa dos grandes
impactos ambientais, impulsionaram a busca de alternativas para diversificao das
fontes de fornecimento de energia eltrica.
Com a introduo de novas tecnologias que reduzem, de maneira
significativa, o custo de energia eltrica produzida, tem-se passado para unidades de
gerao de pequeno ou mdio porte, localizadas cada vez mais prximas dos
centros de carga, dando origem, portanto, a gerao distribuda (GD). A GD emgeral mais cara que a gerao convencional. No entanto, evita a presso
ambiental, principalmente o aquecimento global e reduz os custos com transmisso
e distribuio.
A disseminao de fontes de Gerao Distribuda conectadas a redes de
transmisso e distribuio um fenmeno mundial, que j h alguns anos se faz
presente tambm no Brasil. motivada pelo estmulo concedido pelos novos
modelos reestruturados dos setores eltricos s figuras do Produtor Independente e
Auto-Produtor de energia, bem como pelo fato de que as fontes de GD, dada a sua
proximidade dos centros de consumo, evitam os efeitos negativos da dependncia
da gerao centralizada e os altos custos da transmisso e expanso da rede
eltrica.
1.1: Motivao
Muito so os enfoques que se pode dar a esse assunto, indo desde o enfoque
tcnico, institucional, social, poltico, ambiental at econmico. Vrios fatores podem
influir na discusso relativa instalao de uma unidade de gerao distribuda, tais
como: a natureza da atividade do cliente, sua localizao, disponibilidade de
recursos, polticas de incentivos, regulamentao ambiental, o tipo de fonte usada e
ainda a estrutura de mercado de energia.
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Outros fatores seriam a avaliao do impacto destas fontes conectadas
rede, sob o ponto de vista de confiabilidade de atendimento, qualidade da tenso,
estabilidade da operao, reestruturao dos meios de proteo da rede e no
menos importante os impactos ambientais na regio.
Dessa forma, o estudo das implicaes desses fatores de suma importncia
para o sistema eltrico.
1.2: Contribuies do Trabalho
Este trabalho se prope a desenvolver um estudo do estado da arte sobre os
principais impactos devido insero da GD na rede, avaliando aspectos tcnicos,
econmicos, sociais, regulatrios, ambientais, entre outros.
O trabalho a ser desenvolvido dever ser capaz de salientar as principais
dvidas referentes implementao da GD na rede, quais as principais
caractersticas das fontes renovveis que devem ser levadas em conta para sua
utilizao e as principais barreiras a serem quebradas para expanso da GD.
1.3: Estrutura do Trabalho
Os demais captulos que constituem esse trabalho esto organizados da
seguinte forma:
O Captulo 2 apresenta uma reviso bibliogrfica que apresenta o contexto do
modelo atual, a questo ambiental e descreve o setor eltrico brasileiro, desde
dados da matriz energtica como caractersticas da reestruturao. A importncia
das energias renovveis no contexto brasileiro e a apresentao das mesmas so
descritas com nfase nas fontes com maior potencial industrial no Brasil, a saber:
Pequenas Centrais Eltricas (PCHs), elicas e biomassa. Por fim, so abordadas
algumas definies de GD presente na literatura e alguns dos principais benefcios
da implantao da GD.
No Captulo 3 so abordados os mecanismos de incentivo e obstculos para
a expanso da GD. Uma viso da evoluo de legislaes em alguns pases e no
Brasil so descritas e tambm as principais barreiras a serem vencidas.
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Aspectos tcnicos e os requisitos para a conexo dos sistemas de GD com o
sistema eltrico so apresentados no Captulo 4. Alm disso, nesse captulo so
expostos os principais procedimentos para interconexo de equipamentos de
gerao nos sistema de distribuio, tais como anlise de curto-circuito, estudo de
fluxo de potncia entre outros.
O Captulo 5 expe as caractersticas fundamentais de fontes renovveis,
principalmente as variveis. Tambm apresenta o impacto dessas fontes conectadas
ao sistema, descreve quais os principais fatores que o operador do sistema deve
considerar e quais os custos incrementais devido a essa insero.
Finalmente, no Capitulo 6, so analisados os principais tpicos do trabalho
mostrando a relevncia para a insero da GD na rede e ainda aspectos que devemser levados em conta para futuros trabalhos.
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Captulo 2: Reviso Bibliogrfica
2.1: Contexto Atual
O modelo de desenvolvimento da sociedade atual baseado em
combustveis fsseis como o petrleo, gs natural e carvo mineral. Entretanto, o
impacto ambiental associado a estes combustveis, e questes relacionadas sua
disponibilidade, vm levando a uma busca crescente por alternativas mais
sustentveis e que utilizem recursos locais. Dessa forma, as energias renovveis
constituem uma componente importante no fornecimento de energia para o futuro da
indstria de fornecimento de energia eltrica.
A disseminao de fontes de energias renovveis conectadas a redes de
transmisso e distribuio, de forma no centralizada, um fenmeno mundial, que
j h alguns anos se faz presente tambm no Brasil. Desta forma a GD aparece
como uma forma alternativa e eficaz na busca por novas alternativas de gerao de
eletricidade e tambm uma forma de garantir capacidade adicional em curto prazo.
As Figuras 1 e 2 mostram bem essa predominncia ainda dos combustveisfosseis no modelo energtico mundial atual.
*Inclui combustveis renovveis, resduos slidos urbanos, energias sola, elica e geotrmica, entre outras.Figura 2.1Oferta Interna de Energia ( Mundo 2007) Fonte: (BEN, 2010)
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*Inclui combustveis renovveis, resduos slidos urbanos, energias sola, elica e geotrmica, entre outras Figura 2.2Oferta Interna de Energia (OCDE 2008) Fonte: (BEN, 2010)
2.2: Questo Ambiental
A partir das ltimas dcadas do sculo XX, o homem passou a se preocupar
com o impacto ambiental dos processos de explorao dos recursos naturais. A
crise do petrleo, dos anos 70, e a onda de aquecimento global causada pelos
gases do efeito estufa vm contribuindo na mudana de conduta em relao ao meio
ambiente.
Hoje em dia, um dos problemas mais crticos certamente o efeito estufa. O
acmulo de gases altamente poluentes na atmosfera o grande causador do
aquecimento global, decorrente do efeito estufa.
As alteraes das temperaturas e conseqentes mudanas climticas
tomaram propores notveis. Em 1997, o relatrio do Painel Intergovernamental de
Mudanas Climticas serviu de base para a elaborao do Protocolo de Kyoto, que
determinou aos pases desenvolvidos uma meta de reduo em 5,2 % nas emisses
de gases de efeito estufa at 2012 (Santos, 2009).
2.3: Sistema Interligado Nacional
O Sistema Interligado Nacional (SIN) formado pelas empresas que
compem os sistemas de produo e transmisso de energia eltrica das regies,
Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e uma parte do Norte. O sistema brasileiro
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tem por caracterstica ser um sistema hidrotrmico de grande porte, com
predominncia de usinas hidreltricas, interligado por linhas de alta tenso. Apenas
3,4% da capacidade de produo de eletricidade do pas encontra-se fora do SIN,
em pequenos sistemas isolados localizados principalmente na regio amaznica. Na
Tabela 2.1 pode-se analisar bem essa predominncia na capacidade de gerao do
setor.
Tabela 2.1Empreendimentos em Operao no Brasil Fonte: (ANEEL, 2010)
*Consideradas as mquinas do lado brasileiro de Itaipu Binacional (7.000 MW)**No considerada a importao de energia
2.4: Instituies do Setor Eltrico Brasileiro
Com a crise energtica do incio desta dcada, o setor eltrico foi
reestruturado para um funcionamento mais adequado para a situao brasileira e o
novo modelo implantou novas instituies e alterou funes de outras, como
comentado a seguir.
2.4.1: Conselho Nacional de Poltica Energtica (CNPE)
rgo de assessoramento do Presidente da Republica para formulao de
polticas nacionais e diretrizes de energia, visando, dentre outros objetivos, oaproveitamento dos recursos energticos do pas, rever periodicamente a matriz
energtica e estabelecer diretrizes para programas especficos.
2.4.2: Ministrio de Minas e Energia (MME)
Encarregado da formulao, do planejamento e implementao de aes do
Governo Federal no mbito da poltica energtica nacional.
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2.4.3: Empresa de Pesquisa Energtica (EPE)
A EPE uma empresa vinculada ao MME, cuja finalidade prestar servios
na rea de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar o planejamento do setor
energtico, tais como energia eltrica, petrleo e gs natural e seus derivados,
carvo mineral, fontes energticas renovveis e eficincia energtica, dentre outras.
2.4.4: Comit de Monitoramento do Setor Eltrico (CMSE)
O CMSE um rgo criado no mbito do MME, sob sua coordenao direta,
com a funo de acompanhar e avaliar a continuidade e a segurana do suprimento
eltrico em todo o territrio nacional. Suas principais atribuies incluem:
acompanhar o desenvolvimento das atividades de gerao, transmisso,
distribuio, comercializao, importao e exportao de energia eltrica; avaliar as
condies de abastecimento e de atendimento; realizar periodicamente a anlise
integrada de segurana de abastecimento e de funes de outras j existentes.
2.4.5: Agncia Nacional de Energia Eltrica (ANEEL)
A Agncia Nacional de Energia Eltrica (ANEEL) foi criada na reestruturao
do setor eltrico brasileiro. O Estado abriria mo, gradualmente, dos meios de
produo do setor eltrico e passaria a ser regulador e fiscal da qualidade dos
servios prestados populao. ANEEL foi reservado o papel de regular e
fiscalizar o novo mercado, que se estabeleceu no Pas a partir da introduo da livre
competio nos segmentos de gerao e comercializao de energia eltrica.
A ANEEL foi instituda com as atribuies de regular e fiscalizar a produo,
transmisso, distribuio e comercializao de energia eltrica, zelando pela
qualidade dos servios prestados, pela universalizao do atendimento e pelo
estabelecimento das tarifas para os consumidores finais, preservando a viabilidade
econmica e financeira dos consumidores e da indstria.
A misso da ANEEL proporcionar condies favorveis para que o mercado
de energia eltrica se desenvolva com equilbrio entre os agentes e em benefcio da
sociedade.
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2.4.6: Operador Nacional do Sistema (ONS)
O ONS o agente planejador e executor da operao do sistema eltrico
brasileiro, responsvel por adequar a oferta de gerao demanda de curto prazo,
observando os requisitos de confiabilidade do sistema.
A misso do ONS operar o Sistema Interligado Nacional de forma integrada,
com transparncia, eqidade e neutralidade, garantindo o suprimento de energia
eltrica contnuo, econmico e seguro no pas (ROMAGNOLI, 2005).
2.4.7: Cmara de Comercializao de Energia Eltrica (CCEE)
Pessoa jurdica de direito privado, sem fins lucrativos, sob regulao e
fiscalizao da ANEEL, com finalidade de viabilizar a comercializao de energia
eltrica no Sistema Interligado Nacional (SIN). Administra os contratos de compra e
venda de energia eltrica, sua contabilizao e liquidao.
2.5: Matriz Energtica do Brasil
A representatividade da energia renovvel dentro da estrutura da matriz
energtica brasileira est aumentando cada vez mais, conforme a Tabela 2.2. Em2009 teve um aumento, com 47,4% de participao contra 45,9% em 2008. Entre
os energticos que compem o grupo das fontes renovveis no Brasil, a categoria
que mais cresceu foi dos Outros Renovveis, 10,2% e que passou de 3,4% em
2008 para 3,8% em 2010. A cana-de-acar apresentou crescimento de
participao, que chegou a 18,1% da Oferta Interna de Energia (OIE) total e a
hidrulica/eletricidade obteve um aumento chegando ao valor de 15,3% de
participao na oferta renovvel do pas. A lenha e o carvo vegetal apresentaram
uma reduo de participao entre as energias renovveis, passando de 11,6% para
10,1%.
Tabela 2.2Oferta Interna de Energia no Brasil 2009: 243,9 milhes [tep] Fonte:(BEN,2010)
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Entre os energticos, houve importante crescimento no uso da energia
hidrulica (5,2%), refletindo as condies hidrolgicas favorveis. Consumiram-se
tambm mais derivados da cana (2,8%), expanso muito ligada ao uso do bagaona autoproduo de eletricidade e intensificao do uso do etanol em uma frota
onde cresceu muito a presena de motores flex entre os veculos leves. Em
contrapartida, caiu o consumo de derivados de petrleo, do gs natural e do carvo
(BEN, 2010).
2.6: Fontes Renovveis de Energia
As energias renovveis so aquelas cujas fontes no se esgotam, ou seja, se
renovam. Elas tambm so consideradas como energias alternativas ao modelo
energtico tradicional, tanto pela sua disponibilidade (presente e futura) garantida
(diferente dos combustveis fsseis que precisam de milhares de anos para a sua
formao) como pelo seu menor impacto ambiental.
As energias renovveis so, na atualidade, um dos mais importantes
assuntos para as discusses sobre o futuro da humanidade. Ao mesmo tempo em
que se busca ampliar a oferta e reduzir os custos, crescem as preocupaes com a
sustentabilidade e o meio ambiente. neste contexto que as energias renovveis
surgem e ganham destaque, tendo apoio de diversos grupos e organizaes para a
sua ampliao.
Como as energias renovveis ainda possuem um custo elevado quando
comparadas com as fontes convencionais, as taxas sobre a poluio dos
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combustveis fsseis criariam um patamar de preo onde ambas as fontes seriam
competitivas (Santos, 2009).
Em 2008 as energias renovveis representavam 5% da energia eltrica
consumida no mundo e a utilizao global das energias renovveis vem aumentandocerca de 2% ao ano (REBECHI, 2008).
Existem diversas fontes renovveis de energia, como por exemplo, a elica,
as Pequenas Centrais Hidreltricas (PCHs), a biomassa, biomassa residual, a solar,
a geotrmica, das mars, entre outras. Porm, nesse trabalho sero apresentadas
apenas as fontes que tm sido comercialmente implementadas no Brasil.
2.6.1: Potencial Brasileiro para Energias Renovveis
As caractersticas fsicas do Brasil, em especial a grande extenso territorial e
a existncia de rios caudalosos, aliadas s limitadas reservas de petrleo e carvo
mineral conhecidas nas dcadas anteriores, foram determinantes para a implantao
de um parque gerador de energia eltrica predominantemente hidrulico. Atualmente
praticamente 30% do potencial hidreltrico correspondem a usinas hidreltricas em
operao; portanto, estima-se que as fontes hidrulicas continuaro a desempenhar
importante papel no atendimento demanda de energia eltrica brasileira nosprximos anos.
No Brasil, a participao das fontes renovveis vem aumentando
gradativamente. E em 2009, 47,3% de toda energia consumida no pas, foi originada
de fontes renovveis. Na energia eltrica, a energia hidrulica continua como matriz
principal, correspondente a 76,7% do total, e a biomassa e elica somam 5,6%
conforme Figura 2.3.
*Inclui lenha, bagao de cana, lixvia e outras recuperaes.
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Figura 2.3Oferta Interna de Energia Eltrica Fonte: (BEN, 2010)
Tabela 2.3Oferta Interna de Energia Eltrica no Brasil Fonte: (BEN, 2010)
1 Inclui parcela de importao; 2 Inclui gs de coqueria; 3 Inclui lenha, bagao de cana, lixvia e outrasrecuperaes.
A gerao por meio de fontes renovveis apresentou aumento de 5,5%,
sendo que a Biomassa foi uma das que mais cresceram, 17,5%, Tabela 2.3. Com a
maior utilizao das usinas hidreltricas, em detrimento s termeltricas, a
eletricidade de origem renovvel aumentou de 85,1%, em 2008, para 89,8% no
ltimo ano (BEN, 2010).
2.6.2: Energia Elica
A forma mais comum de gerao de eletricidade pelo vento atravs do
emprego de aerogerador, podendo esse ser instalado isoladamente, em pequenos
grupos ou em plantas elicas. A converso da energia cintica dos ventos em
energia eltrica acontece pelo movimento do rotor da turbina (ps e cubo) que, por
estar acoplado ao eixo principal, movimenta o gerador eltrico.
A gerao elica oferece algumas vantagens, como diversificao da matriz
energtica e em alguns casos produo prxima aos centros consumidores. A
penetrao de energia elica em grandes redes pode atingir valores entre 15 e 20%,
sendo necessrio, entretanto, atentar para a qualidade de tenso e freqncia e
para a estabilidade da rede; o ciclo dos ventos complementar aos ciclos
hidrolgicos e a construo de usinas elicas pode ser realizada em um curto
perodo de tempo.
No ano de 2009 no Brasil a energia elica foi responsvel por uma produo
de 1.240 GWh, que representa pouco mais de 0,2% de toda energia eltrica
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consumida no Brasil. Parece pouco mas isso representa um crescimento de 423,2%
em relao a energia eltrica oriunda dos ventos produzida no ano de 2006 no Brasil
(BEN, 2010).
E provavelmente essa porcentagem ir aumentar ainda mais, conforme aTabela 2.4 no leilo de reserva de 2010 a energia que se sobressaiu foi a energia
elica com 425 empreendimentos inscritos somando 11.214 MW, que representam
71% do total cadastrado.
Tabela 2.4Leilo de Reserva 2010 Fonte: (EPE, 2010)
2.6.3: Pequenas Centrais Hidreltricas
Internacionalmente as PCHs so conhecidas como usinas hidreltricas com
potncia instalada menor que 10MW. J no Brasil as PCHs so definidas como
usinas com potncia instalada menor que 30MW e reservatrio com rea mxima de
13 km2, definio essa dada pela Lei 9648/98 e posteriores resolues da ANEEL,
que tambm define as usinas com potncia instalada menor que 1MW como sendoMicro Centrais Hidreltricas (MCHs).
No ano de 2006 existiam 73 GW instalados no mundo em PCHs, tendo sido
instalado s no ano de 2008, 7 GW (REBECHI, 2008).
Na Figura 2.4 so apresentados os valores em MW de empreendimentos de
PCHs instalados anualmente no Brasil. Com a crise econmica em 2009, vrios
projetos foram cancelados devido a reduo na demanda. Como estimativa pode-se
esperar o incremento de 600 MW por ano de PCHs, se no houvessem tantas
barreiras, das quais algumas sero citadas posteriormente, para o aparecimento de
novos negcios, este nmero poderia chegar at 1000 MW (OLIVEIRA, 2010).
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Grfico 2.4Expanso das PCHs no Brasil Fonte: (OLIVEIRA, 2010)
No ano de 2000, a participao das PCHs na matriz eltrica nacionalcorrespondia a 838 MW de capacidade instalada, dez anos depois, 2010, passou
para 3.138 MW, um crescimento de 73% (OLIVEIRA, 2010).
2.6.4: Biomassa
Do ponto de vista energtico, para fim de outorga de empreendimentos do
setor eltrico, biomassa todo recurso renovvel oriundo de matria orgnica (de
origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produo de energia.
Embora grande parte do planeta esteja desprovida de florestas, a quantidade
de biomassa existente na terra da ordem de dois trilhes de toneladas; o que
significa cerca de 400 toneladas per capita. Em termos energticos, isso
corresponde a mais ou menos 3.000 EJ por ano, ou seja, oito vezes o consumo
mundial de energia primria (da ordem de 400 EJ por ano) (REBECHI, 2008).
A bioenergia vem apresentando ndices de crescimento relativamente altos
em alguns pases, como o Brasil e pases escandinavos. Nos EUA ela quase dobrou
entre 1971 e 2000, representando no ano de 2000 cerca de 3,5% do total de
fornecimento de energia (Santos, 2009).
No ano de 2009 no Brasil a energia eltrica proveniente da biomassa foi
responsvel por uma produo de 27,4 TWh, que representa 5,4% de toda energia
eltrica consumida no Brasil, isso representa um crescimento de 17,5% em relao a
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energia eltrica oriunda da biomassa produzida no ano de 2008 no Brasil, quando
foram gerados 23,3 TWh (BEN, 2010).
2.7: Gerao Distribuda
Existem diversas definies relacionadas ao conceito de gerao distribuda,
de acordo com (ROMAGNOLI, 2005), no existe ainda um consenso quanto
definio de GD, embora caractersticas inerentes a este tipo de gerao possam
ser identificadas como essenciais ao que a GD representa. Para (Lora & Haddad,
2006), a gerao distribuda pode ser definida como uma fonte de gerao
conectada diretamente na rede de distribuio ou ao consumidor. Para o IEEE, GD
uma central de gerao pequena o suficiente para estar conectada a rede dedistribuio e o consumidor (Lora & Haddad, 2006).
O conceito de gerao distribuda ainda relativamente recente no Brasil,
tanto que a GD foi mencionada pela primeira vez na legislao brasileira em 15 de
maro de 2004, atravs da lei 10.848 que dispe sobre a comercializao de energia
eltrica, e s passou a ter um mercado delimitado e uma definio formal no Decreto
Lei n 5163 de 30 de julho de 2004.
Segue-se ento a definio da GD, segundo o Decreto:
Art.14. Para os fins deste Decreto, considera-se gerao distribuda a
produo de energia eltrica proveniente de empreendimentos de agentes
concessionrios, permissionrios ou autorizados, (...), conectados diretamente no
sistema eltrico de distribuio do comprador, exceto aquele proveniente de
empreendimento:
I - hidreltrico com capacidade instalada superior a 30 MW; e;
II - termeltrico, inclusive de co-gerao, com eficincia energtica inferior a
setenta e cinco por cento (...);
Os empreendimentos eltricos que utilizam biomassa ou resduos (...) no
estaro limitados ao percentual de eficincia energtica prevista no inciso II
(...)..(ROMAGNOLI, 2005).
Ou seja, pode se concluir desta definio que, considerada GD na
Legislao Brasileira as PCHs at o limite de 30 MW, a co-gerao qualificada, e
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quaisquer gerao que utilize biomassa e resduos slidos, a exemplo dos
sucroalcooleiros. No importando a sua eficincia.
Os avanos tecnolgicos tem posicionado favoravelmente a GD frente aos
grandes sistemas centralizados e espera-se que tal forma de gerao dever seadequar s necessidades do mercado energtico brasileiro, respeitando as
caractersticas nicas do seu sistema eltrico, introduzindo ganhos de eficincia,
confiabilidade e flexibilidade, e procurando ao mesmo tempo responder aos desafios
de sempre: aumentar a eficincia de utilizao dos recursos energticos e minimizar
os impactos ambientais decorrentes do seu processo.
De acordo com (CANAL ENERGIA, 2010), entre os anos de 2005 e 2009
foram realizados, por nove distribuidoras, 36 de comercializao. No perodo foramcontratados 254 MW mdios de 19 agentes geradores. Deste montante, 247 MW
mdios so provenientes de pequenas centrais hidreltricas, 6 MW mdios de
bagao da cana e 1 de biogs. Todos os contratos de gerao distribuda por
chamada pblica se concentram no sudeste e centro-oeste, exceto o projeto piloto
da Copel, de dejetos sunos, que se encontra na regio Sul.
2.7.1: Principais Benefcios da GD
Se for implantada corretamente e em locais otimizados, a GD pode trazer
muitos benefcios rede, principalmente no que se refere a qualidade da energia e
do atendimento. Alguns benefcios so mais bem aproveitados pelo consumidor,
outros pelos sistema eltrico interligado e ainda h aqueles que se refletem como
benefcios para a sociedade em geral.
De acordo com (ROMAGNOLI, 2005), podemos listar os benefcios em quatro
categorias, do ponto de vista do consumidor, da concessionria, da sociedade e por
ltimo os benefcios refletidos no SIN.
Abaixo so descritos os benefcios:
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2.7.1.1: Benefcios ao Consumidor
Quando implantadas utilizando-se um arranjo devidamente escolhido, e com
tecnologia adequada, unidades de GD podem ter ndices de confiabilidade
extremamente elevados, podendo at mesmo se aproximar de 100%;
Unidades de GD podem suprir o consumidor com energia de qualidade no
que se refere tenso, freqncia, minimizao de harmnicas, etc.;
A GD pode muitas vezes ser a alternativa mais vivel para se evitar o
consumo de energia utilizando-se das onerosas tarifas de horrio de ponta
das concessionrias;
A GD pode trazer benefcios de calor e frio distribudo (chillers de absoro)quando utilizada como co-gerao;
Fornecimento de energia para reas remotas, onde o atendimento atravs de
redes de transmisso e distribuio se torna invivel por questes
econmicas ou ambientais.
2.7.1.2: Benefcios Concessionria
Reduz perdas ativas e reativas na sua rede, proporciona maior estabilidade
tenso eltrica, adia investimentos em subestaes de transformao e em
capacidade adicional de transmisso;
Aumento da confiabilidade do sistema prximo gerao local, considerando
que o gerador possui confiabilidade prpria adequada e evitam-se as falhas
oriundas da transmisso;
Reduo de investimentos para o atendimento da demanda na ponta (peakshaving);
Unidades de menor capacidade minimizam os erros de planejamento, pois
permitem incrementos de gerao menores e ajustam-se melhor ao
crescimento da demanda, alm disso, facilitam o procedimento de
redespacho durante manutenes programadas, pois reduzem o montante de
capacidade instalada que se tornar indisponvel;
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As unidades de gerao apresentam maior modularidade e tempo de
construo reduzido;
Menores entraves burocrticos devido a problemas polticos e ambientais
relacionados a concesses de faixas de servido para novas redes detransmisso, visto que o crescimento destas altamente influenciado pelo
surgimento de novas centrais eltricas convencionais.
2.7.1.3: Benefcios ao SIN
Reduo do carregamento das redes, e conseqentemente maior flexibilidade
operativa;
Melhora no perfil de tenso dos ramais;
Reduo nas perdas da rede;
Maior eficincia energtica obtida pela operao conjugada entre GD e GC;
Aumento da estabilidade do sistema, caso os geradores distribudos sejam
empregados utilizando-se mquinas sncronas de porte aprecivel;
Possibilidade de prestao de servios, tais como: controle de freqncia,
reserva de potncia e auto-restabelecimento, tambm conhecido como
capacidade de black-start ou ilhamento.
2.7.1.4: Benefcios Sociedade
A insero de tecnologias de Gerao Distribuda, principalmente as fontes
renovveis, diversifica o uso da matriz energtica evitando a dependncia
exclusiva de apenas alguns tipos de recursos;
Com a utilizao de recursos locais diminui-se tambm a necessidade de
importao de recursos;
Aumenta a competio, o que causa impactos positivos no que se refere
redues nas tarifas de energia;
Proporciona o desenvolvimento econmico local, devido ao uso dos recursos
da regio, revitalizando as atividades econmicas e aumentando o volume de
servios. No caso das fazendas elicas os proprietrios das terras podem
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ganhar alugando espao para os aerogeradores sem perder muito no que se
refere s reas cultivveis.
Menores impactos ambientais devido ao porte mais reduzido das instalaes
e menor impacto ambiental devido baixa emisso de poluentes,principalmente no caso das fontes renovveis. Com a menor emisso de
poluentes tem-se ndices menores de doenas respiratrias causadas pela
poluio, menos problemas decorrentes de chuvas cidas, entre outros.
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Captulo 3: Oportunidades e Barreiras da Gerao Distribuda
3.1: Introduo
A legislao, incluindo seus aspectos regulatrios um tema essencial para a
promoo da gerao distribuda em bases consistentes, podendo tanto constituir
obstculos como definir mecanismos de incentivo para sua expanso. Neste captulo
se apresenta uma viso da evoluo da legislao em alguns pases e no Brasil,
onde no decorrer dos ltimos anos novas medidas foram adotadas nessa direo.
Temas como a segurana energtica e o custo da falta de energia passarama fazer parte das decises de curto e longo prazo, sempre na dependncia da
legislao e dos regulamentos. Questes relacionadas migrao ao mercado livre
ou opo pela autoproduo levam ao questionamento da segurana energtica
como um dos aspectos principais no processo decisrio, uma vez que a vertente
econmica mais facilmente delineada e pode apresentar critrios objetivos.
Pelo princpio de independncia de redes de transmisso e distribuio de
energia das concessionrias e tambm por aumentar a eficincia e efetuar umaotimizao energtica, a GD surge como uma oportunidade fundamental para a
garantia de fornecimento mesmo em momentos de racionamento.
Embora a presena do governo como investidor possa ser muito pequena,
sua interveno relevante e pode ser favorvel ou inibidora, construindo as
oportunidades ou barreiras ao seu desenvolvimento. Tal interveno governamental
se desenvolve atravs de legislaes de incentivo, de criao de subsdios, de
estabelecimento de regras de financiamento e tributos.
Com o surgimento de novos agentes, o desafio da implementao da GD se
tornou em muitos casos coincidente com a necessidade de vencer barreiras
econmicas entrada dessas oportunidades de gerao. Considerando-se as
dificuldades dessas barreiras, tornou-se importante que leis de incentivo gerao
distribuda e a fontes renovveis fossem implementadas.
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3.2: Instrumentos de Incentivo Para as Fontes Renovveis e a
Gerao Distribuda
Percebe-se que a nvel mundial, com destaque para a Europa e Estados
Unidos, existe um enorme portflio de polticas de incentivo diretas ou indiretas para
as fontes renovveis, sejam elas atravs de subsdios, mercados garantidos, compra
voluntria, tarifas para compensar produtividade, compra de energia pelas
concessionrias, incentivos fiscais, leiles de fontes renovveis, entre outras.
Outro ponto que deve ser observado que algumas polticas de incentivo s
funcionam para determinados contextos scio econmicos particulares. Faz-se
necessrio, portanto, verificar cuidadosamente qual a mais apropriada para a
situao atual do Brasil (ROMAGNOLI, 2005).
A seguir, um resumo das principais polticas de incentivo praticadas no
mundo.
3.2.1: Public Utility Regulatory Policy Act (PURPA)
Editada em 1978 o melhor exemplo dessas polticas de incentivo, como ato
pioneiro na rea a PURPA a partir de Maro de 1981 exigia que todas asconcessionrias dos Estados Unidos, inclusive cooperativas de eletrificao rural,
empresas municipais, investidores privados de energia e empresas federais
passaram a ser obrigadas a comprar os excedentes de energia eltrica e a
capacidade disponibilizada por pequenos produtores qualificados que utilizassem
fontes renovveis ou sistemas de co-gerao (Lora & Haddad, 2006).
A interconexo eltrica com a rede eltrica podia ser feita de duas maneiras
distintas, a primeira com o produtor consumindo a energia gerada em seu prprio
local de atividades e comercializando apenas os excedentes. A segunda era vender
toda a energia gerada para a concessionria local e comprasse dela prpria,
tambm, toda sua necessidade, alternativa que exige dois sistemas de medio
(ROMAGNOLI, 2005).
Em locais em que a capacidade de reserva era reduzida, havia a previso de
um forte crescimento da demanda, o parque gerador era extremamente dependente
de derivados de petrleo e o valor das tarifas era elevado; ou quando no havia
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muitas alternativas economicamente interessantes para a expanso do parque
gerador, a gerao descentralizada encontrou condies ideais de disseminao.
Vrios megawatts de capacidade instalada de energia produzida a partir de fontes
renovveis alternativas foram adicionados ao parque gerador americano,
especialmente em estados como a Califrnia e Maine. (ROMAGNOLI, 2005).
3.2.2: Leis para Injeo na RedeFeed-in Laws
Estas leis, presentes na Alemanha e outros pases europeus desde 1990,
fixam um preo para compra de energia produzida por fontes renovveis pelas
concessionrias. No caso da Alemanha, por exemplo, em 1991, os produtores
vendiam sua energia a um preo igual a 90% do preo no mercado de varejo, e asconcessionrias eram obrigadas a comprar a energia. Esta lei mudou em 2000
quando o preo passou a ser diferenciado de acordo com a tecnologia dos
geradores e baseada em expectativas de declnio no preo de produo de cada
tecnologia (ROMAGNOLI, 2005).
3.2.3: Obrigao de Compra por Fontes Renovveis Atravs de
Concorrncia Competitiva Competitive Bid Renewable
Resources Obligations
O Reino Unido adotou esta poltica de leiles durante os anos 90 atravs dos
NonFossil Fuel Obligation (NFFO), ou leiles de fontes renovveis. Nos NFFO, os
produtores competiam pelo direito de fornecimento de uma quantidade fixa de
energia renovvel, com o ofertante do menor preo sendo o vencedor do contrato.
Em cada um dos leiles realizados, (no total foram cinco) os preos vencedores
foram decrescentes. O Reino Unido abandonou o mecanismo de NFFO em 1997(ROMAGNOLI, 2005).
3.2.4: Parcela Obrigatria de Energia Renovvel Renewable
Portfolio Standard(RPS)
Um mecanismo de RPS requer que, um percentual mnimo das vendas de
energia, ou da capacidade instalada, seja oriunda de fontes renovveis. As
concessionrias participantes do programa devem assegurar que as metas sero
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atendidas, seja por gerao prpria, atravs de compra de outros produtores, ou
atravs de vendas diretas de terceiros para consumidores. Nos Estados Unidos, pelo
menos 12 concessionrias aderiram ao RPS, com percentuais correspondendo de
um a trinta por cento de sua gerao total sendo adquirida de produtores com fontes
renovveis. Brasil, Austrlia e Blgica possuem mecanismos anlogos ao RPS
(ROMAGNOLI, 2005).
3.2.5: Polticas de Biocombustveis no Transporte
Polticas compulsrias de biocombustvel existem no Brasil, Estados Unidos e
Europa, e aceleram o desenvolvimento deste tipo de combustvel. As leis
mandatrias para os biocombustveis requerem que um certo percentual de todos oscombustveis lquidos utilizados em veculos de transporte seja derivado de fontes
renovveis. As polticas de impostos podem prover crditos ou isenes de impostos
para a produo ou comercializao de biocombustveis. O Brasil, por exemplo, tem
polticas mandatrias para a mistura de etanol com todo combustvel vendido para o
uso em veculos no pas, assim como a disponibilidade de lcool puro nos postos de
gasolina no pas. Como exemplos tpicos de tais medidas, adotadas no Brasil,
podemos citar o PROALCOOL e a Poltica para o Biodesel decretada pelo
Presidente do Brasil (ROMAGNOLI, 2005).
3.2.6: Programa de Incentivo s Fontes Alternativas de Energia
Eltrica (PROINFA)
O Programa criado pela Lei 10.438, em 26/04/2002, tem como principal
objetivo aumentar a participao da energia eltrica produzida por empreendimentos
de Produtores Independentes Autnomos, concebidos com base em fontes elicas,pequenas centrais hidreltricas e biomassa (ROMAGNOLI, 2005). O PROINFA
desenvolve-se em duas fases de procedimentos distintos. Na primeira, seriam
contratados 3 300 MW de potncia instalada, tais contrataes seriam divididas
igualmente entre as fontes anteriormente citadas, cabendo, portanto, 1 100 MW para
cada uma. O prazo para entrada em operao comercial dos empreendimentos
contratados seria at 30 de Dezembro de 2006. Uma segunda etapa do programa
dever contemplar a ampliao dessas fontes at que atinjam um total de
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capacidade instalada capaz de atender 10% do consumo anual do pas de energia
eltrica, objetivo a ser atendidos em 20 anos, a includos os valores dos projetos da
primeira etapa.
De acordo tambm com (Lora & Haddad, 2006) a ustria em 1992, deu incioao programa 200 kWp de telhados fotovoltaicos, dando subsdios de US$ 7.000/kWp
para sistemas rede. Neste programa o subsidio era dado a instalao e no a
energia gerada. J em 1996 foi criada uma lei que torna obrigatrio a compra de
energia fotogerada e conectada rede na razo de US$ 1/kWh. Este procedimento
provocou sistemas independentes conectados rede em um total de 3 MW. Na
Grcia foi criada lei em 1996 , que estabelece que 75% dos custos de equipamentos
e sistemas de GD de pequeno porte destinados gerao de eletricidade a partir defontes renovveis podem ser deduzidos de impostos dos investidores.
Na Sua, o programa Energy 2000 tinha como objetivo incrementar em mais
de 25 vezes a capacidade de sistemas instalados no pas. Em 1992 no Japo, as
concessionrias de distribuio anunciaram que passariam a fazer o acerto
comercial de unidades conectadas rede pela metodologia do net metering. A
Califrnia um dos estados americanos que mais incentivam a escolha de
tecnologias limpas e renovveis, onde se destacam as energias solares e elicas.No perodo de 1998 a 2001 foi criado o fundo Renewable Resouces Trust Fund, com
disponibilidade de investimentos de US$ 540 milhes. Particularmente para
financiamento de tecnologias emergentes (sistemas fotovoltaicos, sistemas solares
trmicos, pequenas turbinas elicasmenores que 10 kW e clulas de combustveis
com combustvel renovvel).
3.3: Barreiras Implantao da Gerao Distribuda e utilizao
de Fontes Renovveis de Energia
Devido ao fato da Gerao Distribuda ser uma rea incipiente, ainda pouco
consolidada em sistemas de energia eltrica, e, no obstante, ter grande correlao
com o uso de fontes renovveis, que em sua maioria apresentam pouca maturidade
tecnolgica, barreiras das mais diversas naturezas acrescentam riscos e incertezas
avaliao econmica, o que pode inibir significativamente os investimentos nestas
novas fontes.
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Apenas para exemplificar as principais barreiras encontradas na literatura e
descritas em alguns estudos de caso, podem ser subdivididas em diversas
categorias (ROMAGNOLI, 2005).
Barreiras Regulatrias;
Barreiras Sociais e Culturais;
Barreiras de Ordem Institucional;
Barreiras Ambientais;
Barreiras Econmicas e Polticas;
Barreiras Tcnicas e Tecnolgicas;
Barreiras na Operao do Sistema;
Barreiras de Mercado;
Estes obstculos, quando no contornados adequadamente, acabam por
contribuir, em maior ou menor grau, para a diminuio de investimentos na rea de
GD. A seguir essas barreiras so comentadas individualmente.
3.3.1: Barreiras Regulatrias
Procedimentos de Rede de Distribuio
Questes como padres tcnicos de conexo e atendimento, principalmente
para a rede de distribuio, esto ainda pouco explicitadas na legislao brasileira.
O que se possui disponvel no momento a Resoluo ANEEL n 281 de 01 de
outubro de 1999, com algumas alteraes, que, no entanto, so insuficientes em
relao diviso de responsabilidades quando o acesso se d na rede de
distribuio. O ONS possui regras definidas para o acesso rede bsica,
denominadas Procedimentos de Rede, que definem as responsabilidades de cada
agente no acesso a estas. No entanto, a maioria dos empreendimentos de Gerao
Distribuda, devido ao seu porte, tem sua instalao viabilizada para tenses
inferiores a 230 kV, que a tenso mnima para a rede bsica (ROMAGNOLI, 2005).
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Reserva de Capacidade
Entre outros pontos considerados importantes para a regulao da GD,
destaca-se uma legislao clara relacionada contratao e comercializao de
Reserva de Capacidade para os Autoprodutores e Produtores Independentes,
antigamente denominada Demanda Suplementar de Reserva pela Portaria DNAEE
n 283 de 31 de dezembro de 1985, que est regulamentada pela Resoluo ANEEL
n 371 de 29 de dezembro de 1999. Esta definida como sendo a energia requerida
dos sistemas de transmisso e distribuio da concessionria, quando da ocorrncia
de interrupes ou redues temporrias na gerao de energia eltrica dos
geradores distribudos (Autoprodutor ou PIE) (ROMAGNOLI, 2005).
Tarifas de Transmisso e Distribuio
Considerando a questo tarifria faz-se necessria tambm uma forte
regulao das tarifas vigentes para interconexo aos sistemas de transmisso e
distribuio, de modo a assegurar sua modicidade. Como barreiras tarifrias GD
podem se citar distores econmicas como a questo dos subsdios cruzados
existentes entre os grupos tarifrios das concessionrias, as diferenas
demasiadamente pronunciadas entre as tarifas nos diferentes postos tarifrios
(ponta e fora de ponta) e o fato das tarifas do gs serem desacopladas
economicamente das tarifas de eletricidade (ROMAGNOLI, 2005).
3.3.2: Barreiras Sociais e Culturais
Subestimao do real potencial das Fontes Renovveis
Existem ainda muitos mitos que cercam as fontes renovveis. Embora seuscustos sejam ainda relativamente elevados comparados s fontes convencionais
baseadas em combustveis fsseis, negligenciam suas rpidas taxas de evoluo,
seu custo decrescente e seu nicho de mercado indiscutvel, no que se refere ao
atendimento a regies remotas e com alto custo marginal de expanso, criando
assim uma anlise tendenciosa e pessimista quanto ao verdadeiro potencial destas
fontes (ROMAGNOLI, 2005).
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3.3.3: Barreiras de Ordem Institucional
Estrutura Tarifria das Concessionrias
As concessionrias ainda no possuem uma estrutura tarifria em tempo real,
ou ao curto prazo (real time billing), de modo a sinalizar tarifas que variem conforme
a poca do ano e o estado dos reservatrios, ou seja, que sinalizem mais fielmente
os custos reais de abastecimento num dado momento. Com isso, as fontes
renovveis alternativas deixam de aproveitar os perodos de maior produo e altos
preos para ganharem em competitividade (ROMAGNOLI, 2005).
3.3.4: Barreiras Ambientais
Burocracia na Obteno das Licenas Ambientais
Aliado falta de regulamentao para os requisitos de conexo, a burocracia
excessiva na fase de permisso e obteno de licenas ambientais pode atrasar a
construo do empreendimento, alm de aumentar seus custos (ROMAGNOLI,
2005).
Mensurao dos Custos Evitados e das Externalidades Ambientais
Os modelos econmicos de comparao utilizados pelos investidores ainda
no contemplam os benefcios trazidos pelos investimentos em Gerao Distribuda
e em Fontes Renovveis, tais como possveis custos evitados em transmisso e
distribuio pela concessionria e benefcios ambientais e sociais trazidos pelas
fontes renovveis que se revertem para toda a populao, mas que, infelizmente no
remuneram o investidor. (ROMAGNOLI, 2005). O governo e as concessionrias
poderiam propor mecanismos de contabilizao destes benefcios para assim
estimular os investimentos em fontes renovveis e em GD respectivamente.
3.3.5: Barreiras Econmicas e Polticas
Instituies de Financiamento
No Brasil como o BNDES no financia apenas o setor eltrico, a capacidade de
financiamento limitada. Outras instituies deveriam se interessar em financiar o
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setor para aumentar o fluxo de investimentos e isso dependeria basicamente de uma
estabilidade regulatria do setor (ROMAGNOLI, 2005).
Altas Taxas Para Importao de Equipamentos no Caso das Fontes
Renovveis
Apesar de algumas fbricas se instalarem no Brasil para fabricao desses
equipamentos principalmente na rea de energia elica na regio Nordeste, ainda o
caso das fontes renovveis, principalmente as de tecnologia solar fotovoltaica,
muitas peas so importadas e sujeitas a altas taxas de importao, o que dificulta
em muito a competitividade do empreendimento no caso da inteno de venda de
excedentes.
Subsdios para as Fontes Convencionais
As grandes centrais eltricas, principalmente as termeltricas, ainda utilizam
subsdios relacionados ao seu combustvel, o que no ocorre com as fontes
renovveis em alguns pases. Embora algumas utilizem um combustvel dito de
custo zero, ainda sim temos uma desvantagem competitiva entre estes tipos de
fonte, uma vez que estas fontes convencionais j alcanaram sua maturidade
tecnolgica, alm de outras vantagens inerentes.
Carncia de mais Programas de Incentivo s Fontes Renovveis no
Brasil
Com exceo do PROINFA, no Brasil no temos mais programas de
incentivos s fontes renovveis que busquem novos investimentos nestas fontes
com base em leiles, por exemplo, a exemplo dos leiles de NFFO (Non Fossil Fuel
Obligation) na Inglaterra. Apesar disso de se reconhecer que o PROINFA foi um
primeiro passo muito importante
3.3.6: Barreiras Tcnicas e Tecnolgicas
Novas Tecnologias
Do ponto de vista tecnolgico, existem ainda muitas tecnologias com pouca
maturidade, e que, portanto, podem apresentar elevados custos de implantao, ou
ainda no apresentar ndices de confiabilidade satisfatrios.
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Qualidade de Energia
No que se refere ao controle da freqncia, caso a entrada de GD vinda de
produtores independentes no seja cuidadosamente planejada, o operador do
sistema pode vir a ter mais dificuldade para prover este servio ancilar, prejudicandoa eficincia das unidades geradoras e nas emisses de poluentes. Ao contrrio do
que se pensa, as unidades de GD, quando no so utilizadas para suporte de
tenso em ramais com subtenso, podem trazer problemas, principalmente devido
ao efeito contrrio, as sobretenses (ROMAGNOLI, 2005).
3.3.7: Barreiras Operao do Sistema
Segurana do Sistema
Existem alguns casos na literatura, onde se menciona a GD como prejudicial
segurana do sistema, principalmente quando so utilizadas tecnologias que
possuem uma caracterstica de variabilidade natural de sua produo. Tais
tecnologias fazem com que a fatia de mercado de fontes no despachveis cresa.
Como exemplo temos os aerogeradores, os sistemas fotovoltaicos e alguns
empreendimentos de co-gerao, que do preferncia demanda de calor a ser
utilizada (ROMAGNOLI, 2005).
Barreiras de Conexo
O planejamento da operao apresenta maiores dificuldades operativas
devido fluxos de energia bidirecionais, maiores dificuldades operativas que surgem
com os novos arranjos (recomposio com re-sincronizao, restries de
religamento durante manutenes, capacidade para black start) (ROMAGNOLI,
2005).
Fontes de Energia com Pouca Previsibilidade
Ocorrem principalmente no caso das fontes renovveis, onde a caracterstica
varivel do insumo para gerao de eletricidade (gua, radiao solar, ventos) faz
com que os investidores que almejem apostar nestas tecnologias tenham de arcar
com custos adicionais para estudos de engenharia detalhados e pr-conexo, alm
de no possurem uma grande previsibilidade de sua produo, o que onera
significativamente o investimento. Deve-se mencionar tambm que a variabilidade
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dos insumos encarece o projeto pois tambm reduz o fator de capacidade, ou seja,
produz-se menos energia para uma mesma capacidade instalada
3.3.8: Barreiras de Mercado
Falta de Instituies Profissionais
A criao de mais associaes, como, por exemplo, a COGEN_SP,
COGEN_RJ - Associao dos Co-geradores do Estado de So Paulo e Rio de
Janeiro, ou a ABEElica Associao Brasileira de Energia Elica devem ser
tomadas como exemplo, pois a falta delas diminui a fora dos investidores junto ao
governo no momento em que estes precisarem reivindicar modificaes na
legislao, visando a diminuio de barreiras regulatrias, como as citadasanteriormente.
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Captulo 4: Aspectos de Interconexo da Gerao Distribuda
4.1: Introduo
Neste captulo sero mostrados os principais aspectos tcnicos e os
requisitos para a conexo dos sistemas de gerao distribuda com o sistema
eltrico. Apresenta-se um modelo de procedimentos para interconexo de
equipamentos de gerao nos sistemas de distribuio de energia eltrica. Os
procedimentos apresentados no abrange todo o assunto, mas pode ser uma boa
base para casos especficos de empresas, considerando sempre asregulamentaes , resolues , normas e legislao vigentes e aplicveis.
Este modelo de procedimento tem como objetivo viabilizar a interligao de
gerao distribuda que necessitam de uniformizao de padres de interconexes
que garantam a segurana e confiabilidade do sistema.
Estes procedimentos se prestam s definies das condies gerais de
interconexes de Gerao Distribuda constituda de (Lora & Haddad, 2006).
Gerao em Corrente Alternada
Geradores Sncronos.
Geradores Assncronos.
Gerao em Corrente Contnua.
Sistemas fotovoltaicos.
Clulas combustveis.
Baterias (UPS).
No-breakers.
Geradores.
Neste sentido, tais unidades de gerao sero classificadas em trs nveis de
potncia, Gerao Domstica, Microgerao e Midigerao (Lora & Haddad, 2006),
descritas abaixo:
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A Gerao Domstica composta por sistemas de gerao com potncias
iguais ou inferiores a 10 kW, conectados rede secundria de distribuio, e
assim, as correntes em casos extremos so no valor de at 45 A. Toda
energia consumida localmente, pois so sistemas implantados em
estabelecimentos domsticos e comerciais de pequeno porte.
A Microgerao definida por sistemas de gerao com potncias maiores do
que 10 kW e menores ou iguais a 100 kW. A conexo pode ser tanto na rede
secundria como na primria, porm prefere-se a ltima opo, j que para os
nveis de tenso secundria as correntes podem assumir valores
indesejveis.
A Midigerao, aborda os grupos geradores com potncias inferiores a 1 MW
e superiores a 100 kW. Trata-se de geraes com mesma ordem de grandeza
da demanda em alimentadores importantes, neste caso, a conexo deve ser
feita em rede primria. Estudos mais aprofundados do seu impacto na rede
devem ser executados, como mostrado mais adiante.
4.2: Anlise Tcnica da Interconexo
O processo de anlise tcnica das interconexes da GD ao sistema eltrico
de distribuio dever seguir as etapas detalhadas logo a seguir. Este processo
pode ser de dois tipos: Processo Simplificado de Reviso ou o Procedimento
Padro. Basicamente, o primeiro aplicado gerao domstica com reduzido
impacto na rede secundria, e de acordo com (Lora & Haddad, 2006), um impacto
reduzido ser quando a potncia ativa total entregue na barra do Gerador Distribudo
for menor que 15% da capacidade total do alimentador. Abaixo so descritos os
cincos principais passos e contedos dos blocos de anlise.
4.3: Passo 1: Entrega da Solicitao
O incio do processo atravs de um protocolo de uma Solicitao Formal de
Interconexo. Esta comunicao se d para obteno de informaes e discusses
das principais questes relacionadas interconexo. A companhia de distribuio
dever fornecer ao cliente todos os formulrios de solicitao necessrios,
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documentos, requisitos tcnicos para interconexo da GD e demais informaes que
julgar necessrio, tais como caracterizao da rede, nveis de curto-circuito e outros.
Junto a isso, o GD dever fornecer todas as informaes energticas
solicitadas pela concessionria, tais como, potncia mxima e mnima a ser gerada,energia, fator de capacidade e se h a possibilidade de controle da potncia
despachada em horrios de interesse.
4.4: Passo 2: Avaliao da Solicitao
A partir do momento que foi entregue o formulrio concessionria, esta
dever responder, dentro de um prazo estipulado, se as informaes contidas no
formulrio esto completas. Caso contrrio, especificar quais informaes devem serinseridas.
De acordo com a classificao da gerao, ou seja, Gerao Domstica,
Microgerao ou Midigerao, a avaliao da solicitao poder estar sujeita a um
dos dois seguintes tipos de reviso: Processo Simplificado de Reviso ou o
Procedimento Padro.
O Processo Simplificado de Reviso aplicvel quando a GD pr-
estabelecida como sendo de pequena escala e baixo impacto, dentro das
caractersticas de Gerao Domstica. Dessa forma, a concessionria dever
fornecer dentro de no mximo 15 dias teis uma lista como todos os Requisitos
Tcnicos para a Interconexo, bem como um Acordo de Interconexo (Lora &
Haddad, 2006).
Algumas caractersticas de um projeto com processo simplificado de reviso
so (Lora & Haddad, 2006):
Potncia menor ou igual a 10 kW.
Potncia total em GD no alimentador, incluindo a nova solicitao, menor que
15%da capacidade mxima do mesmo.
No requer adaptaes na rede existente.
O Procedimento Padro de Reviso aplicvel quando uma solicitao no
se qualifica para o processo simplificado de reviso. Os resultados devem ser
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apresentados juntamente com uma estimativa dos custos da interconexo. No
Procedimento Padro o cliente deve submeter o projeto detalhado da interconexo
contando, ao menos, as seguintes informaes (Lora & Haddad, 2006):
Diagramas esquemticos da interconexo devidamente assinados por umresponsvel tcnico.
Lista completa e especificaes de todos os equipamentos usados no ponto
de conexo.
A partir da a companhia dever notificar o consumidor sobre o projeto
atender ou no os requisitos mnimos de segurana e confiabilidade e
adicionalmente, devem informar os testes necessrios a serem aplicados nos
equipamentos a serem instalados. Basicamente os estudos tcnicos necessrios
so o de fluxo de potncia, curto-circuito e de proteo da rede, que so descritos a
seguir:
4.4.1: Anlise de Curto-Circuito
Este estudo fundamental para se definir as caractersticas eltricas e
mecnicas de todos os equipamentos envolvidos na instalao. Determinam-se
todos os nveis de curto-circuito trifsico, bifsico terra e monofsico terra nos
seguintes pontos (Lora & Haddad, 2006).
Nos terminais de cada gerador.
Nos terminais de distribuio de energia em mdia tenso.
Nos Lados primrio e secundrio dos transformadores elevadores (quando
estes existirem) e abaixadores.
Nos centros de controle de motores.
Nos demais pontos do sistema que possam influir na operao do gerador
com a concessionria.
A concessionria ento, dever fornecer ao GD os nveis de curto-circuito
monofsico e trifsico no ponto mais prximo ao da interligao e informaes de
impedncias e distncias do alimentador at o ponto de interligao, com isso, se
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obtm os nveis de curto nas principais barras e contribuies nos alimentadores
conectados, verificando-se as adequaes dos equipamentos existentes.
Quando ocorrerem nveis elevados de curto-circuito h vrias opes para a
reduo do mesmo. Estas opes incluem a adio de reatores, uso detransformadores e geradores com altas impedncias, limitadores estticos,
reconfigurao do sistema de distribuio ou, em ltima instncia, substituio dos
equipamentos. Todas as opes devem ser analisadas para que, quando postas em
prticas, resolvam o problema das altas correntes de curto-circuito e qualifiquem o
projeto.
No Brasil, os rgos de planejamento e operao do sistema eltrico de
potncia tm adotado que a potncia da usina elica no ultrapasse a 8% dapotncia de curto-circuito no ponto de conexo rede (CUSTDIO, 2007).
4.4.2: Estudo de Fluxo de Potncia
A finalidade do estudo de fluxo de potncia assegurar que a interligao e o
sistema de distribuio do GD operem satisfatoriamente, identificando quaisquer
reas nas quais haja problema de capacidade de linha ou problema de regulao de
tenso. Como em qualquer estudo deste tipo, so requeridas muitas iteraes paradesenvolver uma interligao e sistemas de distribuio satisfatrios.
Este processo repetido at que todas as configuraes do sistema tenham
sido analisadas. importante que o sistema seja analisado quando a nova gerao
est fora de linha, ou seja, operando isoladamente como ensaio preliminar.
A indicao de linhas ou transformadores sobrecarregados pode requerer
equipamentos adicional, reconfiguraes do sistema de distribuio ou todos os
dois. Nesta situao tambm se deve analisar qual seria a melhor maneira de evitar
as condies de sobrecarga, conforme a caracterstica de cada interligao.
De acordo com (Lora & Haddad, 2006) devem ser considerados trs casos:
Gerao menor do que a demanda:O GD no chega a exportar a energia
gerada, mas, sim, reduz a demanda que provm da concessionria. Sendo
assim, deve-se esperar que os equipamentos existentes trabalhem bem
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nesta nova condio, uma que vo operar com um nvel menor de
carregamento.
Gerao maior do que a demanda, porm menor do que duas vezes o seu
valor: Se a gerao atingir o valor da demanda, nenhum fluxo ocorrer nosentindo da concessionria para a empresa, de modo que os equipamentos
de interconexo trabalharo praticamente em vazio. J no caso de gerao
maior do que a demanda e menor do que duas vezes o seu valor, o fluxo
ocorrer no sentido da concessionria com um valor, no mximo, igual
demanda. Nestas condies todos os equipamentos podem ser
considerados adequados, uma vez que haver apenas uma inverso no
fluxo de potncia. Gerao maior do que duas vezes o valor da demanda: Neste caso toda a
demanda ser atendida e um valor de potncia numericamente maior do
que a demanda ir fluir no sentido da concessionria. Sendo assim, h a
necessidade de se verificar a adequao dos equipamentos previamente
empregados na interligao.
Alm de servir para verificar o estado do carregamento dos componentes da
interligao, o estudo de fluxo de potncia permite tambm avaliar o nvel de perdas
no sistema.
4.4.3: Estudo de Proteo do Sistema
O sistema de proteo desempenha o papel fundamental de deteco e
isolamento de falhas, visando operao normalizada, preveno contra falhas e
limitaes de defeitos resultantes das falhas trabalhando da seguinte forma (Lora &
Haddad, 2006):
Remover de servio, total ou parcialmente, equipamentos, dispositivos ou
circuitos que estejam operando em condies anormais.
Retirar componentes defeituosos, que no interfiram desordenadamente na
operao dos demais que se encontram em boas condies de continuidade
de operao.
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Supervisionar a operao do sistema, de forma a assegurar a continuidade e
qualidade do fornecimento.
Para atender a estes requisitos, um sistema de proteo deve possuir as
seguintes caractersticas desejveis (Lora & Haddad, 2006):
Sensibilidade: capacidade de deteco de pequenas grandezas de defeito ou
anormalidades.
Disponibilidade: capacidade do equipamento de proteo estar sempre
disponvel quando solicitado.
Velocidade: tomada de deciso no menor espao de tempo possvel aps a
sua atuao. Seletividade: capacidade de discernimento entre regies faltosas e sadias,
tomando a deciso sem interferir em zonas de proteo que no estejam sob
sua responsabilidade.
Naturalmente, a proteo do sistema do gerador uma responsabilidade do Gerador
Distribudo. Diversos, no entanto, so os esquemas de proteo da interconexo que
dependem, fundamentalmente, do tipo de gerao em questo. Normas
internacionais aplicveis proteo so:
ANSI/IEEE 1001 de 1998 IEEE Guide for interfacing dispersed storage
generation facilities with electric utility systems.
IEEE Std 1547 2003.IEEE Standard for Interconnecting Distributed
Resources with Electric Power Systems.
4.5: Passo 3: Acordo de Interconexo
Uma vez aprovada a solicitao, o cliente dever assinar um documento
padronizado de acordo de interconexo, incluindo cronograma de obras se
necessrio.
4.6: Passo 4: Execuo do Projeto
O cliente dever construir e instalar todos os equipamentos da interconexo e
GD de acordo com o projeto bsico aprovado pela empresa, enquanto a mesma
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dever dar incio construo e instalao de qualquer modificao necessria no
sistema, incluindo a medio associada. Neste sentido o GD dever encaminhar o
detalhamento do projeto executivo, constando dos seguintes itens (Lora & Haddad,
2006):
Diagrama esquemtico de corrente contnua e corrente alternada.
Diagrama unifilar completo incluindo toda a projeo entre a gerao prpria
(gerador) e o ponto de entrega da concessionria, indicando suas atuaes.
Lista de equipamentos necessrios ao sistema entre o ponto de interligao
e o ponto de entrega.
A documentao do Projeto Bsico que tenha sofrido modificaes ereestruturaes.
Planta do arranjo bsico dos equipamentos bsicos da subestao principal.
Planta da situao e localizao da subestao principal.
Arranjo geral dos equipamentos internos da casa de controle da subestao
principal.
Arranjo geral dos equipamentos externos da subestao principal.
Caractersticas eltricas bsicas dos equipamentos.
Tanto o projeto bsico como o Projeto Executivo, constituem-se do mnimo
indispensvel para a anlise dos pedidos de paralelismo. Para aprovao e
verificao, a concessionria poder solicitar documentos adicionais, pois cada GD
possui caractersticas particulares.
4.7: Passo 5: Conexo, Teste e Operao
Antes da operao, a GD e equipamentos de interconexo associados
devero ser testados em acordo com os procedimentos de comissionamento. O
consumidor dever apresentar um planejamento de testes para verificao por parte
da concessionria.
A interconexo de Geradores Distribudos uma questo em discusso em
nvel mundial. Para padronizao dos procedimentos de interconexo a fim de
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facilitar a insero da GD na rede algumas normas foram definidas, tais como,
ANSI/IEEE std 1001 1988. IEEE Guide for Interfacing Disperse Storage and
Generation Facilities with Eletric Utility Systems e mais recentemente IEEE P1547
Std Draft 02 Standard for Interconnecting Distributed Resourcers with Electric Power
Systems
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Captulo 5: Fontes Renovveis na Rede Eltrica Interligada
5.1: Introduo
Garantir a segurana do fornecimento de energia exige uma compreenso
mais profunda das questes relacionadas rede e com a disponibilidade de
fornecimento de energia. Com a insero de fontes renovveis na forma de GD, uma
anlise consistente do impacto de operar o sistema fundamental para avaliar as
exigncias e a evoluo das redes de eletricidade para o futuro.
A anlise central desse captulo busca uma compreenso das caractersticasdos recursos renovveis (praticamente elico), o impacto de sua insero na rede
eltrica e a implicao nos custos de operao do sistema.
Questes como a distribuio sazonal dos recursos, a disponibilidade durante
os perodos de pico de demanda, a variabilidade dos padres de demanda ao longo
do tempo e a capacidade das energias renovveis para fornecer capacidade s
redes de eletricidade, crdito de capacidade e capacidade de reserva, so
abordadas.
Na maioria das anlises de impactos da energia elica ser considerada uma
penetrao para nveis de 10 a 20%, mas no existe nenhuma razo para nveis
superiores no serem considerados. Em alguns casos sero mostrados nveis de
penetrao maior que 20%.
Ao fim, uma breve discusso sobre os fatores que influenciam os custos de
lidar com a variabilidade e como esses fatores afetam o sistema eltrico.
5.2: Operao do Sistema Eltrico
Com essa variedade de recursos renovveis, e cada um com caractersticas
especficas, a programao energtica diretamente influenciada por essas fontes,
como por exemplo, a capacidade de armazenamento de biomassa e resduos antes
da converso em energia eltrica proporciona um alto grau de controle sobre a
programao energtica do sistema.
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Ao avaliar essas propriedades desses recursos, a gerao de eletricidade de
geradores renovveis pode ser classificada em duas categorias: (1) categoriacomo
gs de aterro ou biomassa, onde o seu padro de gerao de eletricidade pode ser
controlado (capacidade de despacho) e (2) categoriacomo elica, das ondas, das
mars e recursos solares, onde o padro de gerao dependente de fatores
externos (no despachado ou gerao varivel). A capacidade de controlar a
gerao de fontes renovveis despachveis anloga operao de fontes de
gerao convencional, tais como carvo, gs e nuclear (BOYLE, 2007).
Do ponto de vista de um operador de sistema de energia, algumas das
dificuldades associadas com a variabilidade de fontes renovveis que afetam o
fornecimento de energia eltrica so as seguintes (BOYLE, 2007): Incertezas nas previses de energia disponvel num determinado momento,
levando a dificuldades de agendamento, embora, obviamente, os graus de
incerteza variam com a durao do horizonte de previso;
Magnitude de flutuaes de potncia, onde pequenas variaes podem ser
acomodadas com facilidade, mas as flutuaes maiores requerem medidas
defensivas especiais;
A velocidade das flutuaes, onde mudanas lentas na disponibilidade dos
recursos acontecem. As geraes so geralmente previsveis, mas com
rpidas mudanas isso j no acontece.
No entanto, a fim de apreciar as questes que envolvem a integrao de
energia elica dentro de uma rede de eletricidade, necessrio, primeiro, considerar
algumas caractersticas chaves das redes de eletricidade interligada e tambm osfatores predominantes das caractersticas das fontes renovveis variveis.
5.2.1: Importncia do Sistema Eltrico Interligado
O funcionamento eficaz dos sistemas de eletricidade depende da integrao da
demanda e da gerao. A agregao suaviza as variaes na demanda de todos os
setores. As demandas so adicionadas e suavizadas, assim uma economia na
gerao de plantas realizada e previses de carga se tornam mais fceis.
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Na Figura 5.1 so apresentadas as demandas de um em cada dez
consumidores e a de todos os dez consumidores juntos. A demanda de um nico
consumidor varia entre 1 kW e 9 kW, mas quando somados dez consumidores
combinam para produzir flutuaes entre 40 kW e 70 kW.
Figura 5.1Exemplo de Suavizao devido a integrao Fonte: (REG, 2006)
Isto demonstra que a forma mais eficiente de explorao das grandes redes
considerar a totalidade do sistema integrado. Isso vale tanto para a demanda como
para a gerao de qualquer tipo de fonte. Um estudo americano citado em (BOYLE,
2007), exemplifica um pouco essa importncia da integrao no sistema,
principalmente para energia elica:
Uma caracterstica fundamental da presente anlise [dos efeitos da variabilidade] a
integrao de vento com todo o sistema eltrico. A natureza incontrolvel, imprevisvel e
varivel da gerao elica no analisada isoladamente. Ao contrrio, como verdadeiro
para todas as cargas e fontes, a gerao elica integrada a todos os outros recursos e
cargas para analisar os efeitos lquidos do vento sobre a sistema de potncia. A integrao
um poderoso mecanismo utilizado pelo setor de eletricidade a custos mais baixos para
todos os consumidores. Essa integrao significa que o operador do sistema no precisacompensar uma gerao elica em megawatt por megawatt base.
5.2.2: Suavizao
A disponibilidade de energia renovvel varia ao longo do tempo, com a
localizao e com o recurso a ser explorado. O padro de disponibilidade de energia
tambm sofre alteraes, dependendo da escala de tempo a ser considerado.
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A variabilidade de um recurso tambm afetada pelo nvel de diversificao
da sua instalao. Ao explorar um recurso como a energia elica em vrios locais, a
variabilidade exibida pela gerao acumulada de todos os locais seria reduzida, ou
seja, quanto mais capacidade de gerao elica instalada e mais extensamente
espalhada, mudanas bruscas de produo elica de todo o pas simplesmente no
ocorrem.
Com diferentes locais enfrentando diferentes condies de vento em qualquer
momento, alteraes na potncia em um local (como um aumento da produo de
energia em resposta ao aumento da velocidade do vento) podem ser parcialmente
compensadas por uma diminuio na produo de energia em outro local na mesma
rede.A maneira em que se aumenta a propagao geogrfica e se reduz as
flutuaes do vento ilustrado na Figura 5.2. Essa figura compara a sada de um
nico parque elico de 1000 MW, durante um perodo de 24 horas com a gerao de
1000MW de energia elica distribudos na Inglaterra e Pas de Gales (BOYLE,
2007).
Figura 5.2Efeito da Suavizao pela Disperso Geogrfica Fonte:(REG, 2006)
Esta caracterstica de suavizao particularmente visvel em escalas de curto
tempo (padres de gerao de hora em hora): a diversificao improvvel que
afete a variabilidade sazonal da energia elica, a menos que a rea em que a
variao pode ocorrer excepcionalmente grande (BOYLE, 2007).
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5.2.3: Complementariedade Energtica
No despacho dirio, na operao do sistema interligado, a integrao da
gerao elica com outras fontes, maximiza o uso da energia elica. Nesse sentido,
a complementariedade entre o regime de ventos e as afluncias das bacias
brasileiras, ilustrada na Figura 5.3 uma vantagem a ser explorada, de forma a
armazenar energia na forma de gua acumulada nos reservatrios das usinas
hidreltricas, que teriam seu despacho reduzido quando houvesse maior gerao
elica. Dessa forma, a energia assegurada1 do sistema eletro-energtico seria
aumentada, com evidentes ganhos energticos (CUSTDIO, 2007).
Figura 5.3 -Complementariedade entre Energia Hidroeltrica e Energia ElicaSistema SudesteFonte: (CUSTDIO, 2007)
Na gerao de biomassa, onde o perodo de produo de cana acontece
entre os meses de maio a outubro, tambm contribui para que este tipo de gerao
seja complementar a hidroeletricidade. Estima-se, segundo a ONS, que cada 1.000
MW mdios da biomassa consigam poupar 4% da gua dos reservatrios do
submercado Sudeste/Centro-Oeste (CANAL ENERGIA, 2010).
1A energia assegurada do sistema eltrico brasileiro a mxima produo de energia que pode ser mantida (quase)
continuamente pelas usinas hidreltricas ao longo dos anos, simulando a ocorrncia de cada uma das milhares de
possibilidade de seqncias de vazes criadas estatisticamente, admitindo um certo risco de no atendimento carga,ou seja,
em determinado percentual dos anos simulados permite-se que haja racionamento dentro de um limite considerado aceitvel
para o sistema. Na regulamentao atual, este risco de 5% (CARNEIRO, 2010).
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5.3: Previso de Demanda e Energia Elica
No sistema de energia eltrica, a oferta e a demanda devem ser iguais em
todos os momentos. Assim, em um sistema eltrico com uma parte importante de
energia elica, novos mtodos de equilbrio entre oferta e demanda so necessrios.
Previso de energia elica tem um papel fundamental no combate a este
desafio. o pr-requisito para a integrao de uma grande parte da energia elica
em um sistema eltrico, uma vez que existem ligaes entre gerao dependente do
clima com a gerao programada de usinas de energia convencionais e as previses
da demanda de eletricidade, sendo este ltimo previsvel com razovel preciso.
5.3.1: Erro de Programao
Assim como as redes de eletricidade tem de lidar com usinas geradoras
imprevisveis, elas tambm devem lidar com os consumidores imprevisveis. Embora
a demanda do consumidor, a demanda da indstria, a demanda do comrcio e do
setor domstico podem ser previstos com preciso razovel, h sempre a
possibilidade de erro. Os programas televisivos podem vir a ser mais populares do
que o esperado, como atualmente na Copa do Mundo, resultando em picos de
demanda durante os intervalos comerciais. As mudanas repentinas no clima
tambm podem causar aumentos inesperados - ou quedas na demanda.
As incertezas na gerao de usinas trmicas e na demanda do consumidor
podem ser combinadas para produzir um "erro de previso de demanda", ou "erro de
programao". A magnitude do erro depende de quo longe a previso feita.
Quanto mais no futuro, maior o erro, mas para uma hora antes, um erro de
programao tpico pode ser um pouco mais de 1% (BOYLE, 2007).A maior parte dos operadores do sistema de programao energtica a fim de
cobrirem os erros, usa at trs ou quatro vezes o erro padro. Assim, o operador
agenda 25.000 MW de gerao, alm de cerca de 900MW de reserva. Estas
reservas so discutidas posteriormente neste captulo (BOYLE, 2007).
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5.3.2: Aplicao da Previso de Energia Elica
A aplicao mais importante para a previso de energia elica a reduo da
necessidade de equilibrar a energia e a energia de reserva, que so necessrias
para integrar a energia elica no equilibro entre oferta e a demanda no mercado de
eletricidade do sistema de abastecimento (ou seja, para otimizar a programao da
usina). Isto leva a menores custos de integrao da energia elica, menor utilizao
das usinas convencionais utilizada para o equilbrio do sistema, e, posteriormente,
para um valor maior de energia elica integrada (BOYLE, 2007).
5.3.3: Preciso das Previses
A preciso de uma previso de energia elica , naturalmente, o critrio mais
importante pela sua qualidade e valor.
Tem de ser salientado que as medidas diferentes de previso levam a valores
muito diferentes. Para comparao de diferentes sistemas de previso de potncia
elica , portanto, extrema