MEDIDAS DE CAPACIDADE EFETIVA FOTOVOLTAICA Valor de capacidade de uma fonte de energia é o valor de

confiabilidade acrescentado ao sistema elétrico fornecido por essa fonte. Este valor de capacidade se torna real quando ocorre o adiamento de investimentos no sistema elétrico e quando se reduzem as interrupções de fornecimento ao consumidor final (HOFF, 1988). Manter adequada capacidade de geração para fornecer suficiente demanda energética ao consumidor final é o princípio fundamental de concessionárias e distribuidoras de energia elétrica.

A capacidade efetiva fotovoltaica pode ser medida de diversos pontos de vista, incluindo capacidade de geração, do carregamento da rede de transmissão ou distribuição, ou ainda do ponto de vista do carregamento da edificação ao qual o sistema é integrado. Essa

capacidade tende a ser diferente em todos os pontos de vista, pois picos de demanda de edificações não estão necessariamente relacionados com o carregamento da rede (PEREZ et al., 2007).

Sistemas fotovoltaicos têm a característica de despacho que varia de acordo com as características das instalações, condições locais e variações solares diárias e sazonais. É uma fonte de energia variável que é lançada na rede de transmissão ou distribuição no momento em que é produzida, tendo um caráter complementar, considerada não despachável.

A disponibilidade da energia produzida por sistemas fotovoltaicos depende da probabilidade que os sistemas entrem em operação. Há uma relação positiva e intuitiva com os períodos em que a curva de demanda apresenta formato acentuado nas horas em que o sol está presente. Se esse pico de demanda ocorre durante a estação de maior intensidade solar, existe uma alta probabilidade que a energia solar possa remover uma parte desse pico. Adicionando-se a esta questão, é esperado que a probabilidade aumente onde o pico seja provocado por cargas relacionadas com as condições do tempo, como as demandas da utilização de equipamentos de ar condicionado, e às condições de utilização de equipamentos nas horas em que a energia solar esteja presente, como as demandas de uma edificação comercial.

Sendo assim, a energia solar fotovoltaica quando interligada ao sistema elétrico pode ser considerada uma fonte de energia despachável quando inserida em áreas (ou integradas em edificações) que possuem formato de curva de carga com pico diurno (AL-HASAN et al., 2004; TAKUMA et al., 2006). As medidas de capacidade efetiva fotovoltaica quantificam o quanto da potência do sistema fotovoltaico instalada pode ser classificado despachável.

São várias as medidas de capacidade fotovoltaica e muitas foram estudadas e aplicadas por pesquisadores. Oito medidas foram descritas por HOFF et al. (2008) e agrupadas na Tabela 7 - onde a maneira de implementar o processo e respectivo embasamento de cada medida são mostradas.

No desenvolvimento desta tese, busca-se identificar o impacto da geração fotovoltaica em redes de distribuição e para tanto, se faz necessário o estudo da variabilidade de desempenho, ou seja, os sistemas fotovoltaicos entregam à rede elétrica diferentes níveis de energia ao longo do tempo. Analisando a Tabela 7, é possível observar que a medida Effective Load Carrying Capability (ELCC) leva em consideração o efeito da geração fotovoltaica sobre todas as horas do período a ser estudado e tem sido implementada por concessionárias de

energia elétrica (PEREZ e STEWART, 1993; PEREZ e SEALS, 1997; PEREZ et al., 2002), sendo assim, essa foi a medida de capacidade selecionada para avaliar a contribuição efetiva da geração fotovoltaica em redes de distribuição.

A ELCC é uma medida estatística de capacidade de carga efetiva. A análise probabilística de confiabilidade dos sistemas elétricos considera o sistema como um processo estocástico durante certo período de tempo. Um dispositivo é dito confiável se o desempenho de seu trabalho for satisfatório. Uma avaliação quantitativa da confiabilidade é necessária se for integrada em projetos de engenharia e suas aplicações. A aplicação de técnicas estatísticas fornece uma previsão quantitativa do desempenho do sistema de modo que os níveis de confiabilidade de propostas alternativas podem ser comparados. A qualquer momento o sistema pode mudar de uma forma para outra devido a eventos como a paralisação de algum equipamento ou manutenção planejada (VIJAYAMOHANAN, 2008).

A ELCC é quantificada em percentual (%) da capacidade do sistema fotovoltaico instalada. Por exemplo, uma planta fotovoltaica de 100 MWp, com ELCC de 45%, poderia ser considerado que um equivalente a 45 MW seria completamente despachável (PEREZ, 2004), aumentando a capacidade do sistema de distribuição ao qual está conectado.

Tabela 7: Resumo dos atributos para cada medida de capacidade fotovoltaica. Atributo Medidas E L C C L D M C L D T C M B E S C S L C T S W C F D T IM Processo Simples de implementar      Simples de descrever    

Baseado em conceitos familiares para

concessionárias      

Produz resultados que são consistentes com outras medidas que levam em

consideração o nível de penetração FV     Tem sido implementado por

concessionárias   

Embasamento

Baseado na correlação entre geração

FV e demanda      

Leva em consideração o nível de

penetração FV     

Leva em consideração o efeito sobre

todas as horas 

Baseado na curva de duração de

demanda      

Pode ser usado para criar a análise de

pior caso   

Fornece medidas operacionais de

capacidade  

É determinístico (ao contrário de

estatístico)   

Fonte: HOFF et al. (2008)

Nota: Effective Load Carrying Capability - ELCC Load Duration Magnitude Capacity - LDMC Load Duration Time-based Capacity - LDTC

Minimum-Buffer-Energy-Storage-based Capacity - MBESC Solar-Load-Control-based Capacity - SLC

Time/season window - TSW Capacity Factor – CF

CAPÍTULO 3

Metodologia

Metodologia

Metodologia

Metodologia

3 METODOLOGIA

O presente trabalho propõe uma metodologia de análise de qualidade de energia em sistemas de distribuição quando sistemas solares fotovoltaicos em larga escala são a eles conectados, observando os critérios técnicos dos órgãos reguladores (ver 2.5). Através dessa análise será possível identificar o comportamento dos alimentadores da rede de distribuição em termos de alteração no nível de tensão e carregamento dos cabos que o constituem e ainda proporcionar uma avaliação da correta localização dos sistemas fotovoltaicos ao longo do alimentador. Poderá também mostrar os benefícios e as consequências ao conectar sistemas fotovoltaicos em larga escala no sistema elétrico de distribuição urbana.