3.5 Limite de Penetração para GD

Conforme visto, a GD causa impactos, tanto positivos quanto negativos na rede de distribuição, principalmente se o montante instalado for elevado. Ainda não existe um consenso sobre o limite adequado de penetração da GD na rede elétrica. Definições, recomendações, alternativas para aumentar a penetração e necessidade de pesquisas são tratadas a seguir.

3.5.1 Definição de Penetração da GD

Um limite de penetração de 10% pode ter diferentes dimensões, em função do parâmetro utilizado para a definição do valor percentual. Embora ainda não haja consenso sobre a definição de penetração da GD, vários autores propuseram diversas definições, as quais podem ser agrupadas em três categorias distintas [16, 17]:

a) Fator de penetração como um percentual da:

• Capacidade nominal do alimentador;

• Capacidade instalada de transformação de uma concessionária;

• Potência instalada do parque gerador nacional; ou

• Potência de uma subestação.

b) Fator de penetração como um percentual da demanda máxima:

• Da subestação;

• Do alimentador; e

• Da unidade consumidora.

c) Fator de penetração diversos, como um percentual:

• Da energia gerada pela geração centralizada; ou

• Da queda de tensão no alimentador.

Nota-se que as definições propostas são bem diversificadas, visto que algumas propõem uma relação com a capacidade nominal, outras com a demanda, e outros com a energia. No caso da utilização do percentual da capacidade nominal do alimentador, surge um fator complicador adicional. Para a situação de alimentadores longos, é comum que ele tenha sua seção aumentada, para que a queda de tensão não seja elevada. Logo, em situação de carga nominal, o alimentador não estará em seu limite térmico, visto que está superdimensionado para esse critério. Isso afeta diretamente o cálculo desse fator de penetração [16].

3.5.2 – Percepções Sobre o Limite de Penetração da GD

Estudos realizados desde 1985, sobre o impacto da penetração elevada de GD, indicam diversos limites de penetração, variando desde 5% até valores acima de 50% [18]. À medida que se acumula experiência com a operação de sistemas possuindo GD interligada à rede, novas percepções sobre o limite são obtidas.

Em 2007 realizou-se uma pesquisa com 35 distribuidoras européias, englobando Áustria, França, Alemanha, Espanha, Holanda e Reino Unido. Estes países reúnem aproximadamente 98% da GDFV instalada na União Européia [12].

Dentre os diversos tópicos abordados pela pesquisa, um deles relaciona-se aos limites de

penetração de GD nas redes de distribuição, onde foi solicitado que as concessionárias informassem sua percepção sobre este limite, em relação à capacidade dos alimentadores ou dos transformadores, baseando-se na experiência que possuem. As concessionárias apresentaram diferentes respostas, resumidas nos itens a seguir [12]:

1. Em relação à capacidade do alimentador ou do transformador:

• Limitado pela potência nominal (100%) do transformador de distribuição;

• Limitado a 75% do transformador de distribuição;

• Limitado a 50% da capacidade do alimentador ou do transformador de distribuição; e

• Limitado a 30% das casas atendidas pelo alimentador, sendo que cada residência pode ter uma GD máxima de 1kWp.

2. Em relação à variação de tensão na rede:

• A penetração deve considerar o limite de variação de tensão admissível;

• O limite deve ser baseado na estabilidade de tensão, em vez de ser um valor absoluto;

• O aumento de tensão, com a GD operando com potência nominal, deve ser menor que 2%. Logo, o nível de penetração tolerável depende da impedância da rede. Tipicamente de 30% a 40% da potência nominal do transformador atende a esse critério. Se ultrapassar este limite, a rede deve ser reforçada;

• Áreas urbanas podem ter limites de penetração maiores, por possuírem redes mais robustas e, consequentemente, de menor impedância; e

• Com elevada penetração, redes de distribuição rural podem apresentar fluxo reverso ao injetarem potência na rede, necessitando de reforço no alimentador, resultando assim em uma solução de maior custo.

Interessantes elementos em comum podem ser coletados dessas diversas respostas das concessionárias européias:

• O limite de penetração não precisa ser um valor absoluto para todas as concessionárias de distribuição;

• A variação de tensão na rede é um limitador, o qual depende da impedância do alimentador; e

• A capacidade do alimentador e do transformador também são critérios limitadores.