Análise dos impactos dos sistemas de microgeração distribuída fotovoltaica na qualidade de energia elétrica das redes de baixa tensão
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Data
2024
Resumo
Buscando por soluções para geração de energia de forma limpa e sustentável, os avanços nas tecnologias possibilitaram a geração de energia através da radiação do sol, assim conhecida como geração solar fotovoltaica. A implementação desses sistemas de geração, por meio de pequenos geradores alocados em diversos pontos do sistema elétrico, através do que chamamos de Geração Distribuída, em que os consumidores podem gerar sua própria energia e injetar o excedente na rede das concessionárias. Entretanto, as redes de distribuição, que foram projetadas para suprir apenas a demanda de um curso unidirecional de energia, estão sendo afetadas pelo chamado fluxo bidirecional de energia, pois os consumidores além de utilizar da energia fornecida aos mesmos, também injetam energia na rede. Este trabalho se baseia no estudo de caso de um consumidor atendido em baixa tensão, onde foram aferidos os parâmetros de qualidade da energia antes e depois da conexão de uma usina de microgeração distribuída por fonte solar fotovoltaica. Da mesma forma, foi realizada uma simulação em software computacional, utilizando das mesmas características reais do local da unidade consumidora com geração própria. Inicialmente sem a conexão da microgeração, os parâmetros de qualidade de energia se caracterizavam como adequados, segundo o Módulo 8 do PRODIST (Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no sistema Elétrico Nacional), normativa regulamentadora referente a Qualidade do Fornecimento de Energia Elétrica, porém após a inserção da geração, notou-se um impacto extremamente negativo, excedendo dos limites normatizados o nível de tensão, se caracterizando como crítico, tanto na simulação quanto no estudo de caso. Chegou-se à conclusão de que a conexão de sistemas fotovoltaicos pode causar distúrbios nas redes de baixa tensão, com destaque para ocorrência de sobretensão, que pode danificar equipamentos dos consumidores e demandar adequações nos sistemas regulação e proteção das redes, por parte das concessionárias. A estrutura interconectada do sistema elétrico brasileiro potencializa esses impactos, tornando indispensáveis estudos e soluções para mitigar os efeitos dessa nova forma de geração de energia.
Abstract/Resumen
In the search for solutions for clean and sustainable energy generation, advances in technology have made it possible to generate energy through solar radiation, known as photovoltaic solar generation. The implementation of these generation systems, through small generators located at various points in the electrical system, through what we call Distributed Generation, where consumers can generate their own energy and inject the surplus into the grid of the concessionaires. However, the distribution grids, which were designed to supply only the demand of a unidirectional energy course, are being affected by the so-called bidirectional flow of energy, since consumers, in addition to using the energy supplied to them, also inject energy into the grid. This work is based on the case study of a consumer served at low voltage, where the energy quality parameters were measured before and after the connection of a microgeneration plant distributed by a photovoltaic solar source. Likewise, a simulation was performed in computer software, using the same real characteristics of the location of the consumer unit with its own generation. Initially, without the connection of microgeneration, the power quality parameters were characterized as adequate, according to Module 8 of PRODIST (Procedures for Distribution of Electric Energy in the National Electric System), a regulatory standard regarding the Quality of Electric Energy Supply. However, after the insertion of generation, an extremely negative impact was noted, exceeding the standardized limits for the voltage level, which was characterized as critical, both in the simulation and in the case study. Coming to the conclusion that the connection of photovoltaic systems can cause disturbances in low-voltage networks, with emphasis on the occurrence of overvoltage, which can damage consumer equipment and require adjustments in the regulation and protection systems of the networks, by the concessionaires. The interconnected structure of the Brazilian electric system amplifies these impacts, making studies and solutions to mitigate the effects of this new form of energy generation indispensable.
Palavras-chave
Instituição
Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões
Curso/Programa
Departamento
Engenharias e Ciência da Computação