Modo Ongrid

Aplicação em cenário de backup. Nesta aplicação, o banco de baterias apresenta-se em boa parte do tempo no float stage (ou seja, quase sempre em SOC 100%, independendo, portanto, da sazonalidade de oferta de energia solar). A energia armazenada só passa a ser utilizada na ocasião de falta da rede de distribuição. A Figura 57 ilustra as reservas de carga existentes e ajustáveis para uso da energia armazenada.

A primeira reserva é destinada ao atendimento da demanda em backup, sendo designada na Figura como “BuRes”. Essa reserva não é diretamente ajustável em um parâmetro específico, sendo pois definida implicitamente como o complemento das escolhas de reservas alocadas para as áreas definidas como “BatRes” e “ProtRes”. Seu ajuste (faixa de escolha) irá variar de 15% a 100%. Ao perceber o esgotamento dessa reserva, o inversor de bateria identifica a entrada na reserva “BatRes” e interrompe sua atividade permanecendo em estado de prontidão (standby), ocasião em que há, portanto, interrupção no fornecimento de energia.

Na reserva designada como “BatRes”, a cada 2 horas o SI reinicia a atividade de geração da rede de backup (e de atendimento qualquer eventual carga presente) e simultaneamente busca identificar se há possibilidade de efetuar o carregamento das baterias a partir de um eventual excesso de energia oriunda da fonte solar (inversor grid tie). Enquanto não houver, ele permanecerá nesse ciclo de desligamento e religamento (a cada 2 horas) até que a rede elétrica de

Figura 57 – Reserva de carga - Aplicação 3 (backup de bateria)

Fonte: Adaptado de (SMA, 2011).

distribuição tenha sido reestabelecida, disponibilizando energia para o carregamento das baterias ou até que a reserva se esgote. A amplitude ajustável da área “BatRes” é definida no parâmetro 262#02 (BatResSOC), variando na faixa que vai de 10% a 15%.

Quando o estado de carga atinge a reserva “ProtRes”, o SI desliga-se de forma a garantir proteção ao banco de baterias. Essa reserva de carga é ajustada no parâmetro 262#01 (ProtResSOC) e varia numa faixa que vai de 0% a 10%. Trata-se de uma situação crítica de SOC (implicando em maior risco de o conversor ultrapassar a profundidade máxima de descarga permissível). Pela gravidade desta condição, o conversor interrompe o fornecimento de energia (sob pena de dano irreversível ao banco de baterias), e o retorno à atividade só é possível após a restituição da rede elétrica de distribuição, ocasião em que o operador deverá intervir procedendo o carregamento emergencial (opção 5 do menu ilustrado na Figura 35), ajustando o valor máximo de corrente de carga de acordo com as especificações do fabricante. Vale realçar que a carga emergencial é executada considerando as conexões elétricas do modo “offgrid”, de forma que no caso em que as baterias estejam sendo utilizadas em uma das aplicações do modo “ongrid”, basta desconectar o cabo neutro do borne NT T e conectá-lo ao borne N da entrada AC2 (ver

ilustração das figuras 44 e 45).

Aplicação para aumento de autoconsumo. Em muitas regiões do mundo, a oferta de energia solar apresenta grande variação com as estações do ano, havendo portanto, ao longo do ano, dias com muitas horas de irradiância e dias com pouca horas de irradiância. As aplicações

com aumento de autoconsumo (increased self consumption) têm sua maior característica no fato de armazenar energia oriunda dos sistemas FV em momentos de boa produção FV para fazer uso em outros momentos em que ele não é capaz de alimentar a carga sozinho (evitando importar energia da rede de distribuição) de forma complementar. Assim, se os dias forem de baixa irradiância, há maior probabilidade de que pouca energia seja armazenada nas baterias (pois apenas em poucos momentos do dia haverá excesso de energia solar). Por outro lado, se forem dias de grande irradiância, haverá consequentemente maior disponibilidade de energia para armazenamento. Nos dias em que houver pouco armazenamento, uma determinada demanda de energia fará com que se atinja os limites de SOC das baterias com maior rapidez (implicando em maior risco de o conversor ultrapassar a profundidade máxima de descarga das baterias vindo a danificá-las). Dessa forma, é interessante que em locais de grande variação sazonal da irradiância, a reserva de energia das baterias destinada para aumento de autoconsumo varie conforme a sazonalidade. Para que isso seja possível, é necessário que o operador ajuste o parâmetro 261#03 (Saisonenable) para a opção de habilitação. Para as localidades com pouca variação sazonal da irradiância, pode-se optar pela opção de desabilitação. A Figura 58 apresenta a reserva de carga para essa aplicação.

Figura 58 – Reserva de carga - Aplicação 2 (aumento de autoconsumo)

Fonte: Adaptado de (SMA, 2011).

A reserva designada como “SlfCsmp” é destinada a uso para aumento de autocon- sumo. Uma vez que o gerenciador (SHM) registra a energia produzida pela fonte externa sob seu

controle (gerador grid tie), ele é capaz de fazer previsibilidade de geração anual e assim proceder a adequação da área de reserva de carga para aumento de autoconsumo “SlfCsmp” para os dias de maior irradiância. O operador deve então fazer o ajuste da dimensão dos parâmetros de reserva de carga apenas para os dias de pouca irradiância (parâmetro 262#05 - MinSlfCsmpSOC). Esse parâmetro disponibiliza uma faixa de escolha que vai de 65% a 100%. Em caso de o operador ajustar o parâmetro da sazonalidade (261#03 - Saisonenable) com a opção “não”, então a área definida para aumento de autoconsumo “SlfCsmp” será constante, e terá a amplitude definida pelo operador no próprio parâmetro 262#05 (MinSlfCsmpSOC).

A reserva de carga designada como “PVRes” é uma continuidade da reserva “SlfCsmp”, divergindo desta apenas pelo fato de que o aumento de autoconsumo só é feito enquanto for identificado alguma geração da fonte externa (inversor grid tie), ou seja, durante o período diurno e também pelo fato de que ao atingir o limite inferior de “PVRes”, o SI voltará a carregar as baterias utilizando a rede elétrica de distribuição. O carregamento será em quantidade apenas suficiente para atingir a metade da reserva alocada para “PVRes”. Trata-se de uma estratégia que tem por objetivo evitar que o estado de carga entre na área designada como “BatRes”, uma vez que nessa aplicação a reserva “BatRes” é separada exclusivamente para uso quando a rede elétrica de distribuição estiver em falta. O ajuste da reserva “PVRes” é feito no parâmetro 262#04 (PVResSOC), que disponibiliza uma faixa que vai de 60% a 65%. Seu uso não varia com a sazonalidade. Por sua vez, o ajuste da reserva “BatRes” é feito no parâmetro 262#02 (BatResSOC), e seu uso varia com a sazonalidade, de forma que em caso de o ajuste do parâmetro da sazonalidade (261#03 - Saisonenable) ter sido feito com a opção “não”, então a reserva será constante e terá a amplitude definida em função dos valores ajustados nos parâmetros 262#05 (MinSlfCsmpSOC) e 262#04 (PVResSOC). Para a reserva designada como “ProtRes” vale a mesma explicação feita para o cenário anterior (aplicação em backup).

Aplicação para aumento de autoconsumo e backup. A Figura 59 apresenta a ilustração das reservas de carga destinadas à aplicação 4 (aumento de autoconsumo + backup). Ela incorpora todas as reservas de carga já citadas nas aplicações anteriores.

A reserva designada como “SlfCsmp” é destinada ao aumento de autoconsumo. Uma vez que o gerenciador (SHM) registra a energia produzida pela fonte externa sob seu controle (gerador grid tie) ele é capaz de fazer previsibilidade de geração anual e assim proceder a adequação da área de reserva de carga para aumento de autoconsumo “SlfCsmp” para os dias de maior irradiância. O operador deve então fazer o ajuste da dimensão dos parâmetros de reserva

Figura 59 – Reserva de carga - Aplicação 4 (aumento de autoconsumo e backup)

Fonte: Adaptado de (SMA, 2011).

de carga apenas para os dias de pouca irradiância no parâmetro 262#05 (MinSlfCsmpSOC). Em caso de o operador ajustar o parâmetro da sazonalidade (261#03 - Saisonenable) com a opção que indique desabilitação, então a reserva definida para aumento de autoconsumo “SlfCsmp” será constante e terá a amplitude definida pelo operador no próprio parâmetro 262#05

(MinSlfCsmpSOC).

A reserva de carga designada como “PVRes” é uma continuidade da reserva “SlfCsmp”, divergindo desta apenas pelo fato de que o aumento de autoconsumo só é feito enquanto for identificado alguma geração da fonte externa (inversor grid tie), ou seja, durante o período diurno e também pelo fato de que ao atingir o limite inferior de “PVRes”, o SI voltará a carregar as baterias utilizando a rede elétrica de distribuição. Este carregamento será em quantidade apenas suficiente para atingir a metade da reserva alocada para “PVRes”.

A reserva “BuRes” é destinada ao atendimento da demanda na ocasião de falta da rede de distribuição (atendimento via backup de bateria), e seu ajuste é feito no parâmetro 262#03 (BuResSOC). Quando ocorre o reestabelecimento da rede de distribuição, o SI faz uso de sua presença para voltar a carregar as baterias. Ao perceber o esgotamento da reserva, o inversor de bateria identifica a entrada na reserva “BatRes” e interrompe sua atividade permanecendo em estado de prontidão (standby), ocasião em que há, portanto, interrupção no fornecimento de energia.

Na reserva designada como “BatRes”, a cada 2 horas o SI reinicia a atividade de atendimento à carga e simultaneamente busca identificar se há possibilidade de efetuar o

carregamento das baterias a partir de um eventual excesso de energia oriundo da fonte solar (inversor grid tie) ou pelo eventual retorno (reestabelecimento) da rede elétrica de distribuição. Enquanto não houver ele permanecerá nesse ciclo de desligamento e religamento (a cada 2 horas) até obter êxito ou até que esta reserva se esgote. A amplitude ajustável da reserva “BatRes” é definida no parâmetro 262#02 (BatResSOC).

Quando o estado de carga atinge a reserva “ProtRes” o SI desliga-se de forma a garantir proteção do banco de baterias. Essa reserva de carga é ajustada no parâmetro 262#01 (ProtResSOC). Da mesma forma que como informado no tópico anterior, o retorno à atividade só é possível após a restituição da rede elétrica de distribuição, ocasião em que o operador deverá intervir procedendo o carregamento emergencial (opção 5 do menu ilustrado na Figura 35), ajustando o valor máximo de corrente de carga de acordo com as especificações do fabricante. Vale realçar que a carga emergencial é executada considerando as conexões elétricas do modo “offgrid”, de forma que no caso em que as baterias estejam sendo utilizadas em uma das aplicações do modo “ongrid” basta desconectar o cabo neutro do borne NT T e conectá-lo ao borne N da

entrada AC2 (ver ilustração das figuras 44 e 45).