Com o objetivo de analisar a qualidade da tensão que chega aos barramentos após as inserções dos painéis, com os dados das tensões normalizadas e através da norma brasileira de limites de operação foi feita esta análise, demonstrado na tabela 5 os critérios de Tensão de Atendimento (TA).
Tabela 5 – Pontos de conexão em Tensão Nominal superior a 1 kV e inferior a 69 kV
Tensão de Atendimento (TA) Faixa de Variação da Tensão de Leitura (TL) em Relação à Tensão de Referência (TR)
Adequada 0,93TR≤TL≤1,05TR
Precária 0,90TR≤TL≤0,93TR Crítica TL≤0,90TR ou TL≥1,05TR
Fonte:ANEEL(2018a)
Fonte: Elaborado pelo autor
Figura 30: TA da barra 646 após 30% de penetração
Fonte: Elaborado pelo autor
Figura 31: TA da barra 646 após 50% de penetração
Fonte: Elaborado pelo autor
Figura 32: TA da barra 646 após 100% de penetração
São ilustradas nas figuras30,31e32referente a barra 646 de caráter residencial, que mesmo após todas as inserções de painéis fotovoltaicos a rede tem sua tensão de leitura em todos os horários do dia entre 0,93 e 1,05 em relação a sua tensão de referência, que nos parâmetros da ANEEL caracteriza uma TA adequada, dentro dos limites de operação.
50
Fonte: Elaborado pelo autor
Figura 33: TA da barra 671 após 30% de penetração
Fonte: Elaborado pelo autor
Figura 34: TA da barra 671 após 50% de penetração
Fonte: Elaborado pelo autor
Figura 35: TA da barra 671 após 100% de penetração
Demonstrado nas figuras33,34e35que a barra 671 tem todas suas tensões de leitura acima ou igual 1,05 em relação as tensões de referência na maior parte do dia, sendo assim, nesta barra, de caráter industrial, se encontra em uma qualificação crítica de TA pelos parâmetros da ANEEL.
52
5 CONCLUSÃO
A utilização de GD está crescendo nestes últimos anos. A busca dos usuários por um sistema que seja de auxílio para suas residências e que tenha compensação mais favorável é uma das principais razões. Com isso, aumenta-se no mercado sua oferta e procura, que vai desde componentes elétricos, eletrônicos a serviço de instalação manutenção. A academia se propõe cada vez mais, pesquisar sobre o ramo e entender como as inserções dos painéis fotovoltaicos se comportam na rede de distribuição, porque muitas delas não foram projetadas tendo em mente a grande utilização deste novo meio de produção de energia que parte do consumidor. Com as novas normas de utilização que estão por vir é importante analisar como o impacto se dá a esse meio e por em números suas causas e consequências.
Neste trabalho demonstrou-se que utilizando-se uma rede de testes, a porcentagem de penetração de um sistema de painéis fotovoltaicos tem, sim, influência na rede em geral. Como demonstrado, ao adicionarmos sistemas fotovoltaicos em 30% do valor total da potência da rede, ela se comporta crescendo de forma considerável suas tensões nas áreas residenciais e industriais.
Quando aumentado a penetração dos sistemas fotovoltaico na rede relativo a 50% da potência total, nota-se um crescimento em ambas as barras com variações em suas fases, principalmente nos horários de maior incidência de sol. E, quando adicionado sistemas fotovoltaico em todas barras que contêm cargas da rede com uma quantidade correspondente de 100% da potência da total, observa-se também o crescimento das tensões de ambas as barras analisadas, com ressalvas nas pequenas variações ocorridas em algumas fases. Quanto aos limites de operação, observa-se que a barra 646, residencial, apesar de todas as variações, sempre está dentro dos limites de operação de ANEEL, já a barra 671, industrial, excede em todos os cenários, podendo ser prejudicial a rede e ao consumidor.
Nota-se que o sistema tem seu perfil de perdas diminuído com o acréscimo dos sistemas de geração, porém há um aumento destas perdas à medida que mais painéis são adicionados, caraterizando-se uma grande influencia destes painéis na rede, podendo ser prejudicial a uma rede elétrica não tão bem estruturada, uma vez que também foi observado que na barra industrial tem seus limites operacionais excedidos. Este aumento de perdas está ligado a grande quantidade de fluxo reverso de energia levado dos painéis a rede após as inserções.
Desta forma, neste trabalho conclui-se que as instalações de painéis fotovoltaicos têm que se levar em consideração a qualidade da rede, a quantidade de geração fotovoltaica e os pontos a serem instalados. A influência que os painéis tem sobre a rede são de tamanha importância para o comportamento de uma rede elétrica. A potência de instalação de painéis em áreas industriais, são de grande relevância e demonstraram influenciar em todo comportamento da rede, mesmo em pontos distantes. A crescente utilização de PVs e sua estabilização no cenário de energia, podem significar o crescimento do valor da energia, uma vez que as distribuidoras reduziriam a
quantidade de compra de energia das geradoras, já que os consumidores reduziriam o consumo energético vindo das distribuidoras. E em um cenário que a enorme quantidade de sistemas fotovoltaicos prejudicam a rede, ainda há o acréscimo de encargos, que ficam por conta do consumidor.
Em vista de trabalhos futuros, é proposto a integração do OpenDSS com a interface COM, assim podendo agregar a outras linguagens de programação e outrossoftwares com o intuito de prolongar a simulação em dias, meses e até mesmo anos. Também esta integração permitiria a variação de dados de tensão, potência, temperatura, irradiância e outras variáveis que compõem o sistema. Também a utilização de análises estatísticas para agregar outros pontos de partidas sobre os resultados gerados.
54
REFERÊNCIAS
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Nenhuma citação no texto.
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VILLALVA, M. G.Energia Solar Fotovoltaica. [S.l.]: Saraiva Educação SA, 1983. Citado 5 vezes nas páginas21,22,23,24e25.
Apêndices
APÊNDICE A – TENSÕES NA BARRA 646
Tabela 6 – Tensões na barra 646 ao longo das porcentagens de penetrações dos painéis fotovol- taicos.
Va (V) 0%
Vb (V) 0%
Va (V) 30%
Vb (V) 30%
Va (V) 50%
Vb (V) 50%
Va (V) 100%
Vb (V) 100%
2424,18 2425,27 2424,18 2425,27 2424,18 2425,27 2424,18 2425,27 2424,19 2425,28 2424,19 2425,28 2424,19 2425,28 2424,19 2425,28 2424,19 2425,28 2424,19 2425,28 2424,19 2425,28 2424,19 2425,28 2420,4 2435,58 2420,4 2435,58 2420,4 2435,58 2420,4 2435,58 2418,9 2432,8 2418,9 2432,8 2418,9 2432,8 2418,9 2432,8 2431,29 2427,68 2431,29 2427,68 2431,29 2427,68 2431,29 2427,68 2426,4 2436,92 2428,76 2427,97 2486,58 2390,81 2464,99 2418,16 2434,24 2427,22 2421,4 2433,84 2483,84 2399,03 2468,48 2412,48 2434,24 2427,23 2421,4 2433,84 2486,72 2400,57 2468,65 2418,93 2434,24 2427,23 2421,4 2433,84 2493,97 2404,21 2469,21 2434,61 2436,5 2429,43 2423,57 2435,98 2495,87 2406,23 2471,22 2436,04 2443,91 2439,21 2430,8 2445,53 2505,48 2416,94 2477,79 2435,39 2435,6 2425,64 2422,65 2432,27 2500,49 2405,32 2470,14 2429,6 2431,46 2438,52 2434,09 2429,89 2496,6 2402,73 2466,64 2427,18 2431,73 2439,63 2434,36 2430,98 2493,84 2402,28 2466,67 2421,65 2434,3 2443,11 2436,86 2434,37 2493,33 2404,19 2468,81 2418,37 2438,85 2447,8 2441,26 2438,91 2497,54 2408,69 2472,95 2422,31 2440,84 2426,7 2442,74 2418,02 2490,8 2383,92 2473,05 2384,02 2447,22 2390,69 2432,57 2399,21 2476,68 2362,77 2451,91 2362,83 2454,12 2421,42 2438,48 2421,65 2438,48 2421,65 2438,87 2406,1 2460,02 2429,98 2444,45 2430,16 2444,45 2430,16 2444,66 2430,17 2454,18 2434,31 2454,18 2434,31 2454,18 2434,31 2454,18 2434,31 2451 2456,85 2451 2456,85 2451 2456,85 2451 2466,85 2439,62 2457,8 2439,62 2457,8 2439,62 2457,8 2439,62 2457,8
58
APÊNDICE B – TENSÕES NA BARRA 671
Tabela 7 – Tensões na barra 671 ao longo das porcentagens de penetrações dos painéis fotovol- taicos.
Va (V) 0%
Vb (V) 0%
Vc (V) 0%
Va (V) 30%
Vb (V) 30%
Vc (V) 30%
Va (V) 50%
Vb (V) 50%
Vc (V) 50%
Va (V) 100%
Vb (V) 100%
Vc (V) 100%
2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2432,99 2436,4 2451,11 2423,13 2428,91 2456,8 2423,13 2428,91 2456,8 2423,13 2428,91 2456,8 2423,13 2428,91 2456,8 2419,08 2426,64 2451,6 2419,08 2426,64 2451,6 2419,08 2426,64 2451,6 2419,08 2426,64 2451,6 2426,76 2437,54 2441,96 2426,76 2437,54 2441,96 2426,76 2437,54 2441,96 2426,76 2437,54 2441,96 2414,07 2427,5 2445,41 2427,91 2431,94 2442,12 2450,69 2463,59 2414,31 2477,25 2430,49 2457,05 2409,96 2428,04 2426,13 2408,7 2416,97 2438,85 2427,71 2452,38 2413,95 2458,91 2420,43 2449,93 2409,96 2428,04 2426,13 2408,7 2416,97 2438,85 2424,96 2454,94 2415,79 2457,76 2416,69 2461,87 2409,96 2428,04 2426,13 2408,7 2416,97 2438,85 2418,35 2461,3 2420,06 2454,7 2407,53 2491,01 2415,81 2433,24 2430,82 2414,48 2422,06 2443,44 2424,18 2466,21 2424,51 2460,37 2412,69 2494,39 2435,39 2448,11 2450,25 2433,89 2436,66 2462,5 2440,76 2483,11 2444,91 2461,84 2422,89 2507,89 2413,15 2433,82 2424,39 2411,89 2422,6 2437,12 2416,42 2471,7 2421,61 2439,75 2405,47 2495,87 2402,86 2422,99 2434 2416,93 2427,8 2431,21 2422,09 2461,25 2415,29 2429,65 2395,83 2489,71 2403,64 2422,83 2435,89 2417,7 2427,65 2433,07 2425,69 2458,37 2415,3 2431,92 2399,44 2479,14 2410,39 2427,86 2442,75 2424,37 2432,58 2439,78 2434,94 2460,69 2420,24 2439,72 2407,91 2473,54 2422,22 2438,15 2452,59 2436,08 2442,64 2449,39 2446,45 2470,73 2429,8 2451,08 2417,79 2482,26 2424,17 2463,72 2420,6 2438,33 2467,37 2417,79 2455,82 2488,67 2393,84 2458,78 2452,68 2417,56 2400,63 2516,83 2308,96 2417,11 2502,83 2324,58 2439,16 2521,16 2298,64 2443,18 2484,67 2312,69 2427,34 2512,71 2361,18 2427,44 2496,78 2361,39 2427,43 2496,78 2361,41 2411,38 2497,46 2345,37 2448,11 2510,54 2386,28 2448,22 2494,69 2386,45 2448,22 2494,69 2386,45 2432,25 2495,04 2386,47 2446,97 2494,06 2414,88 2446,97 2494,06 2414,88 2446,97 2494,06 2414,88 2446,97 2494,07 2414,88 2453,77 2469,08 2473,59 2453,77 2469,08 2473,59 2453,77 2469,08 2473,59 2453,77 2469,08 2473,59 2465,02 2450,97 2485,55 2465,02 2450,97 2485,55 2465,02 2450,97 2485,55 2465,02 2450,97 2485,55
60
ANEXO A – ESPECIFICAÇÃO DE PAINEL FOTOVOLTAICO DE ACORDO COM A CURVA DE CARGA RESIDENCIAL
01/10/2019 PVWatts Calculator
https://pvwatts.nrel.gov/pvwatts.php 1/1
Caution: Photovoltaic system performance predictions calculated by PVWatts® include many inherent assumptions and uncertainties and do not reflect variations between PV technologies nor site-specific characteristics except as represented by PVWatts® inputs. For example, PV modules with better performance are not differentiated within PVWatts® from lesser performing modules. Both NREL and private companies provide more sophisticated PV modeling tools (such as the System Advisor Model at https://sam.nrel.gov) that allow for more precise and complex modeling of PV systems.
The expected range is based on 30 years of actual weather data at the given location and is intended to provide an indication of the variation you might see. For more information, please refer to this NREL report:
The Error Report.
Disclaimer: The PVWatts® Model ("Model") is provided by the National Renewable Energy Laboratory ("NREL"), which is operated by the Alliance for Sustainable Energy, LLC ("Alliance") for the U.S.
Department Of Energy ("DOE") and may be used for any purpose whatsoever.
The names DOE/NREL/ALLIANCE shall not be used in any representation, advertising, publicity or other manner whatsoever to endorse or promote any entity that adopts or uses the Model. DOE/NREL/ALLIANCE shall not provide
any support, consulting, training or assistance of any kind with regard to the use of the Model or any updates, revisions or new versions of the Model.
YOU AGREE TO INDEMNIFY
DOE/NREL/ALLIANCE, AND ITS AFFILIATES, OFFICERS, AGENTS, AND EMPLOYEES AGAINST ANY CLAIM OR DEMAND, INCLUDING REASONABLE ATTORNEYS' FEES, RELATED TO YOUR USE, RELIANCE, OR ADOPTION OF THE MODEL FOR ANY PURPOSE WHATSOEVER. THE MODEL IS PROVIDED BY DOE/NREL/ALLIANCE "AS IS"
AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE EXPRESSLY DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL DOE/NREL/ALLIANCE BE LIABLE FOR ANY SPECIAL, INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES WHATSOEVER, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO CLAIMS ASSOCIATED WITH THE LOSS OF DATA OR PROFITS, WHICH MAY RESULT FROM ANY ACTION IN CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS CLAIM THAT ARISES OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THE MODEL.
The energy output range is based on analysis of 30 years of historical weather data for nearby , and is intended to provide an indication of the possible interannual variability in generation for a Fixed (open rack) PV system at this location.
1,610
kWh/Year*RESULTS
Month Solar Radiation
( kWh / m2 / day )
AC Energy ( kWh )
Value ( $ )
January 5.51 135 N/A
February 5.69 127 N/A
March 5.37 133 N/A
April 5.43 128 N/A
May 5.40 133 N/A
June 5.38 130 N/A
July 5.61 139 N/A
August 6.34 153 N/A
September 6.14 142 N/A
October 5.83 141 N/A
November 5.00 121 N/A
December 5.21 128 N/A
Annual 5.58 1,610 0
Location and Station Identification
Requested Location ouro preto mg
Weather Data Source Lat, Lon: -20.51, -43.7 1.0 mi
Latitude 20.51° S
Longitude 43.7° W
PV System Specifications (Residential)
DC System Size 1.06 kW
Module Type Standard
Array Type Fixed (open rack)
Array Tilt 20°
Array Azimuth 0°
System Losses 14.08%
Inverter Efficiency 96%
DC to AC Size Ratio 1.2
Economics
Average Retail Electricity Rate No utility data available Performance Metrics
Capacity Factor 17.3%
Fonte:Spark(2019)
Figura 36: Especificações de um painel solar para Ouro Preto utilizando a curva de carga residencial