Análise técnica e financeira do uso de sistemas fotovoltaicos e de armazenamento distribuídos na minimização dos problemas de tensão (serviço ancilar)

Abstract

Recentemente, é possível observar uma mobilização em todo o globo no tocante ao desenvolvi mento sustentável. Dentre os principais aspectos relacionados a este tema estão i) a redução das emissões de gases do efeito estufa, o que resulta na diminuição do aquecimento global, e ii) a tran sição energética de uma matriz predominantemente fóssil para uma limpa e renovável. Com isso, encontram-se registrados na literatura diversos incentivos voltados a inserção de recursos energéti cos distribuídos (RED) que possuem o potencial de alavancar a sustentabilidade. Considerando-se que tal inserção pode acarretar em modificações na operação da rede de distribuição, faz-se neces sário analisar como o crescimento dessas tecnologias impactará o sistema elétrico e o fornecimento aos consumidores. Nesse contexto, constitui uma prática recomendada por alguns especialistas o emprego de sistemas de armazenamento de energia (SAE) com o objetivo de se executar serviços ancilares com o foco na regulação de tensão. Diante do exposto, este trabalho tem como obje tivo avaliar tecnicamente e financeiramente os impactos associados à demanda de pico, às perdas elétricas e aos níveis de tensão da rede de distribuição decorrentes do uso de quatro diferentes estratégias de controle criadas visando a minimização dos problemas de tensão da rede de dis tribuição. Tais estratégias são divididas em dois grupos: i) estratégias horárias e ii) estratégias fundamentadas na diferença entre a geração e consumo. No primeiro grupo, a carga e a descarga das baterias são fixadas em um horário pré-determinado pelo consumidor. No segundo grupo, a carga e a descarga dependem se a geração fotovoltaica é maior ou menor que o consumo da UC. Em caso de excesso de geração, a energia é armazenada. Caso contrário, a energia é injetada na rede. Para avaliar as estratégias, empregou-se a metodologia estocástica de Monte Carlo que viabiliza uma análise probabilística dos resultados obtidos para um alimentador com dados reais. Nessa conjuntura, são realizados sorteios de posicionamentos da instalação dos RED dentro da rede de distribuição bem como dos dias do ano a serem simulados. Os resultados mostram que a introdução dos SAE para as quatro estratégias de controle é capaz de promover benefícios técnicos para a rede de distribuição no que tange à redução da demanda de pico, à redução das perdas elétricas e à regulação de tensão. Do ponto de vista financeiro, há uma economia, sob a perspec tiva da empresa de distribuição de energia (EDE), de pelo menos R$ 2.000.000, 00 no período de 25 anos. Para o melhor cenário, o valor esperado a ser economizado pela distribuidora chega aos R$ 3.198.783, 77. Com isso, entende-se que a inserção de SAE no sistema de distribuição é capaz de potencializar a economia de recursos financeiros sob a perspectiva da EDE. Adicionalmente, compreende-se ser imprescindível adotar uma estratégia adequada para o controle dos SAE para a minimização dos impactos decorrentes dos sistemas fotovoltaicos (SFV), principalmente quando se tem elevados níveis de penetração.