CAPITULO III. IMPACTOS DA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO

Rafael Amaral Shayani
Marco Aurélio Gonçalves de Oliveira

RESUMO

A geração distribuída (GD) com fontes renováveis é uma forma de geração de energia estimulada por diversos países, visando gerar eletricidade em harmonia com o meio-ambiente. Quando milhares de pequenos sistemas de GD são instalados diretamente nas unidades consumidoras e conectados à rede, o fluxo de potência em um alimentador radial pode fluir em sentido reverso, situação essa não prevista quando a rede elétrica, baseada em geração centralizada, foi concebida. A elevada penetração de GD pode causar diversos impactos na rede de distribuição, tanto positivos quanto negativos, entre eles: redução da distorção harmônica, aumento de tensão na unidade consumidora, sobrecarga em alimentadores e transformadores e ilhamento não-intencional. São apresentadas recomendações gerais para o uso de GD em redes de distribuição, além de alternativas para aumentar a sua penetração no sistema elétrico. Benefícios e pesquisas necessárias sobre o assunto também são abordados.

Palavras-chave: Controle de Redes de Distribuição; Energia Solar Fotovoltaica; Fontes Renováveis; Geração Distribuída; Planejamento de Sistemas de Distribuição.

3.1 INTRODUÇÃO

A sociedade do século XXI está alerta para a necessidade de buscar o desenvolvimento sustentável em todos os aspectos da sociedade moderna, incluindo o setor elétrico. O modelo convencional amplamente adotado para a produção de energia elétrica nos países desenvolvidos baseia-se na queima de recursos de origem fóssil (e.g. carvão e derivados do petróleo), o que emite uma quantidade significativa de gases de efeito estufa. Esse modelo não deve ser seguido por países em desenvolvimento, sob o risco de agravar as complicações ambientais já existentes, tal como o aquecimento da Terra. Um esforço para ajudar a preservar o planeta, já adotado por diversos países, é o incentivo à geração de eletricidade a partir de fontes renováveis. Devido às características técnicas e econômicas das fontes utilizadas, muitas delas são inseridas nas redes elétricas na forma de geração distribuída (GD).

A geração convencional de energia elétrica caracteriza-se pela existência de usinas de grande porte, instaladas próximas às fontes energéticas. Essa configuração, aqui denominada de “geração centralizada (GC)”, é típica dos grandes aproveitamentos hidrelétricos. Normalmente instaladas em florestas onde rios com elevadas quedas d’água foram criados pela natureza, grandes barragens são construídas e imensos geradores são instalados, com potências da ordem de milhares de megawatts.

Como os grandes centros urbanos normalmente estão distantes das florestas, linhas de transmissão são utilizadas para que a energia gerada possa fluir por milhares de quilômetros até alcançar os consumidores. Para que as perdas elétricas nas linhas de transmissão sejam reduzidas, as tensões são elevadas para patamares de centenas de milhares de volts. O mesmo ocorre para usinas a carvão, por exemplo; além de se situarem próximas às minas, também devem ficar longe dos centros urbanos, para que a fumaça emitida não contamine o ar próximo das cidades. A vantagem dessa forma de geração de energia é que, devido às grandes dimensões dos equipamentos e da elevada quantidade de energia produzida, o ganho de escala é muito alto e a energia produzida é mais barata do que se fosse gerada por pequenas centrais elétricas.

A geração distribuída, por sua vez, caracteriza-se por pequenas usinas instaladas próximas às cargas. Quando são utilizadas fontes renováveis de energia, a GD apresenta importantes ganhos ambientais quando comparada com a queima de recursos fósseis da geração centralizada. A GD, por ser de pequeno porte, não apresenta o mesmo ganho de escala de uma grande usina, fazendo com que o preço da energia produzida seja maior. À medida que a utilização da GD aumenta, o domínio sobre suas características técnicas são aprimoradas e os custos são reduzidos. A utilização em larga escala da GD permite que a humanidade possa usufruir dos confortos disponibilizados pela energia elétrica de forma sustentável, sem a preocupação de agredir o meio-ambiente.

Considerando as vantagens ambientais proporcionadas pela GD com fontes renováveis, pode-se considerar que ela será amplamente instalada nas redes elétricas. Entretanto, uma presença significativa de GD suscita vários aspectos técnicos relativos ao funcionamento da própria rede de distribuição. Nesse capítulo são discutidos os principais impactos que a GD provoca na rede elétrica. A geração distribuída com sistemas solares fotovoltaicos (GDFV) é utilizada como referência, por ser uma forma de GD já difundida em diversos países.