TCC_Impacto Geração Distribuida No Sistema Elétrico

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.


i

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


ii

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.


iii

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.


iv

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


v

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


vi

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


vii

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


1

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.


2

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.


3

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.


4

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)


5

*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


6

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


10

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.


11

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


12

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).


13

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


14

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


15

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:


16

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;


17

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


18

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.


19

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.


20

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


21

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


22

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


23

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.


24

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).


25

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).


26

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


27

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.


28

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


29

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.


30

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:


31

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,


32

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


33

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


34

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


35

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.


36

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


37

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


38

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


39

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.


40

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.


41

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.


42

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).


43

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).


44

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).


45

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

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