Şahabettin Süleyman'ın Abdülhak Hâmid Hayatı ve Sanatkâr İsimli Eserine

A conexão de GDFV no sistema de distribuição, quando bem planejada, pode trazer benefícios tanto para as concessionárias de energia como para o produtor. Porém, pode apresentar, também, impactos significantes no fluxo de potência, no perfil de tensão e, portanto, na qualidade da energia fornecida pelo sistema elétrico no qual está conectado.

3.6.1 Fluxo de potência reverso

No sistema de geração centralizada convencional, o fluxo de potência é proveniente dos mais altos níveis de tensão para os mais baixos, com o fluxo da rede em sentido unidirecional, fazendo com que as unidades consumidoras tenham comportamento estritamente passivo. Com a introdução da GDFV no sistema de distribuição, verifica-se uma mudança no sentido do fluxo, principalmente nas situações onde a geração é maior que o consumo. Portanto, as unidades consumidoras passam a se comportar de forma ativa, utilizando a rede de distribuição em ambos os sentidos durante o período do dia. Por outro lado, no período

Medição e proteção 12345456 789 CC CA

noturno, os geradores fotovoltaicos deixam de fornecer energia e as unidades consumidoras com sistema de GDFV voltam a se comportar de forma passiva. Essa mudança no fluxo de potência é um fator de extrema importância por parte dos órgãos de regulamentação e das empresas de distribuição, e pode ser considerada a temática de maior relevância quanto a impactos da conexão de GD, uma vez que, ao surgir um fluxo em outra direção e sentido, pode afetar diretamente a operação da rede existente por não considerar o fluxo reverso no seu ajuste original de proteção (SHAYANI, 2010).

A inversão do fluxo de potência pode ser exemplificada considerando as curvas de carga típicas de unidades consumidoras residenciais e comerciais com GDFV, e também a irradiância solar no local em estudo (Figura 29). Neste exemplo, a demanda máxima, tanto comercial quanto residencial, vale 1 (pu). A irradiância solar, também nessa mesma escala, apresenta potência máxima equivalente a 1 (pu). A utilização da GDFV faz com que, durante determinado horário do dia, a potência das cargas seja negativa, indicando que o excedente de potência produzido pela GDFV é injetado na rede de distribuição, fluindo em sentido reverso.

Figura 29 – Valores típicos de demandas residenciais, comerciais para GDFV.

Fonte: adaptado de (SHAYANI, 2010).

A instalação de GDFV permite o alívio de alimentadores de distribuição, reduz as perdas de distribuição e pode aliviar a demanda de certas instalações nos momentos de pico de consumo de energia, onde o custo da energia é elevado. Porém, especificamente em GDFV residenciais, onde o período de pico da geração fotovoltaica raramente coincide com o pico de consumo da residência, pode ocorrer que a produção seja muito maior que o consumo nesse período. Esse aspecto pode se tornar um problema em alimentadores que possuam muitas unidades de GDFV com excedente de produção, causando elevações de tensão que podem

Demanda Comercial Demanda Residencial Geração fotovoltaica 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 00h 01h 02h 03h 04h 05h 06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h 23h 24h Horário Po tên cia

superar os limites admissíveis, tal como os estabelecidos pela resolução Nº 505/2001 da ANEEL, causando a desconexão dos inversores por proteção de sobretensão ou sobrefrequência. Na Figura 30 é possível analisar as demandas residenciais e comerciais negativas, quando a GDFV é utilizada injetando potência na rede de distribuição.

Figura 30 – Demandas residenciais e comerciais para GDFV com excedente de produção.

Fonte: adaptado de (SHAYANI, 2010).

3.6.2 Regulação de tensão

A regulação de tensão é uma característica intrínseca da rede elétrica. Em um sistema de geração centralizada, geralmente a tensão é mais elevada próximo ao gerador e mais reduzida perto da carga, com a respectiva queda de tensão nas redes de transmissão e distribuição, conforme ilustra a Figura 31.

Figura 31 – Queda de tensão em um sistema de distribuição convencional

Fonte: Elaborado pelo próprio autor.

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 00h 1h 2h 3h 04h 05h 06h 07h 08h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h 23h 24h Horário Excedente da GDFV

residencial injetada na rede

Excedente da GDFV comercial injetada na rede

Po tên cia PAC SE Carga S Tensão (V) Distância (km) ΔV 13,8kV 138kV 13,8kV 127/220V

Técnicas para melhorar a regulação incluem mudança na relação de transformação de transformadores e chaveamento de bancos de capacitores, visando garantir que a tensão fique dentro de uma faixa adequada de valores. Com a presença de sistemas de GDFV, parte da potência requerida pela carga é suprida localmente. Assim, a corrente que flui pela rede de distribuição é reduzida, diminuindo a queda de tensão. Logo, os sistemas fotovoltaicos podem atuar como reguladores de tensão para compensar quedas de tensão em situações de carga pesada.

Outra análise pode ser realizada considerando um ramal de distribuição com forte presença de GDFV. No período do dia com máxima radiação solar acontece também o pico de produção fotovoltaica em todos os sistemas ao mesmo tempo, diferentemente do que acorre com o consumo de energia. Nestas condições, como a produção é maior que o consumo, o fluxo de potência estaria em sentido reverso e, de acordo com Matos (2013), nota- se a elevação no perfil da tensão no PAC, conforme ilustra a Figura 32, porém sem violar os limites normatizados devido os inversores contarem com proteção de sobretensão da rede, desconectando-se caso os limites sejam violados. Assim, a energia produzida em excesso pelos sistemas de GDFV pode ser direcionada para outros alimentadores vizinhos, considerando que o fluxo de potência bidirecional esteja previsto na rede, evitando o comprometimento da segurança e a estabilidade do sistema elétrico.

Figura 32 – Elevação da tensão em um sistema de distribuição com GDFV

Fonte: Elaborado pelo próprio autor.

Por outro lado, caso a GDFV supra uma parcela considerável da carga do alimentador de distribuição, sua desconexão súbita faz com que a corrente necessária para continuar suprindo o sistema seja completamente fornecida pela geração central, o que aumenta instantaneamente a queda de tensão no ramal. Considerando que os equipamentos de regulação de tensão utilizados pela concessionária, tais como mudança de relação de

PAC SE Carga S Tensão (V) Distância (km) ΔV _PV 13,8kV 138kV 13,8kV 127/220V PV Inversor

transformação de transformadores sob carga e chaveamento de bancos de capacitores, tenham sido ajustados com base na presença da GDFV como dispositivo regulador de tensão, pode levar alguns minutos, na melhor das hipóteses, entre o processo de identificação e correção destes parâmetros, fazendo com que a tensão fique fora da faixa adequada de fornecimento (SHAYANI, 2010).