A ATIVIDADE DO PORTFÓLIO

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ANÁLISE SISTEMAS DE POTÊNCIA 2

ALEXANDRO AVELINO: RA-1144600.

CURITIBA

ABRIL – 2018

ATIVIDADE DO PORTFÓLIO

Objetivos

• Avaliar a crescente e significativa alteração na matriz energética nacional, com a entrada maciça da geração eólica de energia, apresentando as vantagens e as desvantagens dessa geração distribuída.

• Discutir as possibilidades e desafios da contribuição em escala crescente da geração distribuída de energia, ressaltando principalmente as diferenças no tipo de gerador.

• Analisar os aspectos técnicos e econômicos, considerando o impacto nos SEP atuais em termos de transitórios e necessidade de proteção.

Descrição da atividade

A partir do documento sugerido a seguir, e de outros que puder encontrar sobre o tema, realize um trabalho de avaliação da compatibilidade dos dois modos de geração.

• NEVES, P. S. Interligação da geração eolielétrica com o sistema elétrico de potência. Disponível em: http://www.ppgee.eng.ufba.br/teses/b4235b0fbbfff0fee32afd7487cb2be9.pdf. Acesso em: 31 jan. 2018.

1. INTRODUÇÃO

Atualmente, a energia eólica tem sido utilizada em grande escala no mundo por ser uma tecnologia de geração de energia elétrica renovável, competitiva e confiável. A causa disto é sua relação custo-benefício e sua tecnologia avançada, sendo que a sua expansão é explicada, em parte, pela necessidade global de diversificação da matriz de energia elétrica a fim de torná-la mais limpa, diminuindo os problemas ambientais e mais segura. No Brasil, a geração eólica teve seu impulso através de incentivos fiscais e leilões voltados à sua comercialização. A tecnologia eólica é empregada há pouco tempo no país, mas sua participação já atinge valores significativos na matriz de energia elétrica nacional e seu crescimento é acentuado nos últimos anos.

Entretanto, a variabilidade da geração eólica tem sido muito questionada, levando em conta sua influência no controle do sistema integrado nacional devido à sua intermitência de geração, ocasionada pela variabilidade dos ventos, principalmente no nordeste e no sul - regiões com maior concentração de parques eólicos - e também por ela ser uma energia de caráter complementar à matriz elétrica base (hidráulica, térmica e termonuclear).

2. MATRIZ DE ENERGIA ELÉTRICA BRASILEIRA

No que se refere à matriz elétrica brasileira, o crescimento da energia eólica aparece com percentuais destacáveis em relação ao crescimento de outras fontes de energia, mas ainda faz parte de uma pequena parcela. O Brasil, além de ser muito favorável a energia eólica, tem sua matriz imensamente dominada pela geração hídrica, que também tem em solo brasileiro uma geografia extremamente favorável, sendo esta responsável por mais de 80% da geração nacional e com mais de 65% da capacidade instalada (Figura 1). Outro ponto relevante é a importância que a energia eólica está tomando na matriz, levando-se em conta suas projeções, pois se espera que em 2020 aproximadamente 10% da capacidade instalada do Brasil seja do aproveitamento da energia eólica, o que a tornaria a segunda principal fonte de energia elétrica.

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Figura 1 -  Capacidade instalada da matriz de energia elétrica brasileira

Entretanto, o fator de capacidade da geração eólica, ou seja, a média mensal de sua geração é entre 26% e 40% da capacidade instalada, devido às médias de vento anuais da região do empreendimento. Assim, existe uma grande diferença entre a capacidade instalada e gerada na energia eólica, o que ocorre de forma controlável em usinas hidrelétricas ou térmicas, que podem trabalhar com um fator de capacidade elevado. A figura 2 apresenta a geração de energia elétrica por fonte na matriz brasileira.

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Figura 3. Matriz elétrica brasileira - Geração

Desconsiderando a geração hídrica que é a principal fonte de energia elétrica brasileira, a geração eólica vem apresentando um crescimento contínuo, embora sua participação ainda seja pequena, mas que tende a ser significativa no transcorrer da década atual. A figura 3 apresenta a geração de energia elétrica por fonte, mas desconsiderando a energia hidráulica.

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Figura 3. Matriz elétrica brasileira sem dados hídricos - Geração

2.1. Vantagens e desvantagens da energia eólica

A Energia Eólica faz a energia mais limpa que o mundo já teve, preserva recursos hidráulicos, é compatível com outros usos de terreno e pode servir como auxílio ao desenvolvimento econômico rural, completamente renovável, altamente fiável e muito eficiente, uma das fontes mais econômicas da nova geração de eletricidade em grande escala, favorece ao emprego e criação de postos de trabalho, apoia o crescimento econômico, gera turismo a comunidades locais, cria receitas alternativas a agricultores que arrendem a sua terra, compensa as emissões de outras fontes de energia, assim reduzindo a nossa contribuição para as alterações climáticas globais.

As usinas eólicas normalmente são instaladas em uma áreas abertas com um vento de 15 km constantes, mas as usinas eólicas estão promovendo profundos impactos ambientais e sociais negativos ao longo do litoral cearense. As que estão operando e as em fase de instalação nos campos de dunas revelaram que toda a área ocupada pelos aerogeradores é gravemente degradada - terraplenada, fixada, fragmentada, desmatada, compactada, alteradas a morfologia, topografia e fisionomia do campo de dunas -, pois se faz necessário a manutenção de uma rede de vias de acesso para cada um dos aerogeradores e resguardar a base dessas estruturas da erosão eólica.

3. GERAÇÃO DISTRIBUÍDA DE ENERGIA

O objetivo de qualquer sistema elétrico produtor de energia é gerar a energia somente necessária a ser consumida em cada instante, tendo em consideração os diferentes níveis de tensão a fornecer e as perdas associadas às redes de transporte e distribuição. Devido à globalização deste recurso, a sua demanda tem crescido largamente, tornando-se necessário uma maior consciencialização da comunidade sobre os impactes ambientais originados pelas grandes indústrias de produção, no que toca à produção mais convencional ou centralizada. Perante isto, inúmeras melhorias têm sido feitas nas redes elétricas, onde a geração distribuída ou descentralizada apresenta especial interesse. Embora este tipo de geração apresentar inúmeros benefícios, algumas considerações devem ser tomadas como veremos mais à frente. Ao adicionar-se geração distribuída (GD) a um sistema de distribuição, impõe-se um conjunto de diferentes condições de funcionamento à rede, nomeadamente um fluxo de potência inverso, flutuações no perfil de tensão, aumento dos níveis de falhas, redução das perdas de energia, distorção harmónica e problemas de estabilidade, que afetam gravemente o funcionamento do sistema elétrico caso não haja os devidos cuidados. Os potenciais benefícios da produção distribuída dependem da localização e dimensão das unidades geradoras.