12/12/13
REP
XXII-SNPTEE
SEMINÁRIO NACIONAL
DE PRODUÇÃO E
TRANSMISSÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA
13 a 16 de Outubro de 2013
Grupo de Estudo de Produção Térmica e Fontes não Conv encionais (GPT)
RELATÓRIO ESPECIAL PRÉVIO
Jonas Ferreira - ELETROBRAS
Heloisa Cunha Furtado - CEPEL
Emerson Camilo Costa - CEMIG
1.0 CONSIDERAÇÕES GERAIS
Tem-se observado ao longo de décadas que o sistema adotado de P&D no Brasil pouco atingiu a sociedade.
Recentemente descobriu-se que para isso acontecer necessitava-se de P&D +I, sendo I de inovação tecnológica. Só que
isso já é aplicado em países desenvolvidos a mais tempo, porém o que se nota é mais aplicação visando ganho de
mercado e financeiro do que social.
Portanto sugere-se que seja adotado o compromisso com o Social, adotando a Pesquisa, Desenvolvimento, Inovação para
o Social ( PDI & S ).
Bancos brasileiros já estão despertando para o financiamento de empresas brasileiras do tipo micro, pequeno e médio
porte pois são notoriamente as que dão mais emprego e fortalecem o mercado interno.
Os órgãos públicos gerenciadores do Setor Elétrico já estão começando a normalizar a geração distribuída de micro e
minigeração que junto as possibilidades dos Leilões por Fontes e Regionais com Smart Grid ( ANEEL já autorizou o uso
de Medidores Inteligentes ) vai reduzir a geração de grandes Blocos de energia elétrica que por consequência reduzirá
também grandes e longas linhas de transmissão, fator importante do ponto de vista estratégico para o Brasil, já que fica
menos vulnerável a apagões de grandes proporções . Por outro lado, Ministérios Públicos estão exigindo estudos mais
profundos e integrados para o uso das nossas Bacias Hidrográficas, cientes da grande importância dos mananciais
aqüíferos para a sobrevivência humana.
Estudo do Clima de forma mais ampla já estão sendo realizados e não só as questões de emissões gasosas, tendo em
vista a dificuldade de adesão dos países desenvolvidos em atingir as Metas dos Acordos Internacionais de Meio Ambiente.
A ELETROBRAS já está planejando UHE de Plataforma e Turbinas hidráulicas tipo bulbo e modernizando suas UTE ‘s a
carvão visando redução de poluentes, com o uso de dessulfurizadores.
Está também em andamento dentro dos convênios da ELETROBRAS a aplicação de tecnologia de Armazenamento de
Energia com Hidrogênio e no acompanhamento da Normalização com o estímulo ao uso de Armazenamento de Energia
Termosolar.
Tudo isso faz parte de grande conscientização na geração de energia elétrica mais limpa, conforme foi declarado no
Forum da Rio + 20.
Para o cenário que estamos atravessando neste XXII SNPTEE de crise político econômica na Europa e EUA, destaca-se a
necessidade de mudança de comportamento geral da sociedade como um todo desde o aspecto ético , energias mais
limpas e conservação e preservação do que está restando dos nossos potenciais principais de sobrevivência quais
sejam água, ar e alimentos.
No evento Rio + 20 em 2012 alguns temas importantes foram tratados, como a quantificação dos serviços da Natureza
para o Ser Humano, no sentido que mais vale uma Floresta em pé e a preservação de um Manguezal doque a exploração
dos mesmos de forma depredatória . Também mudanças na forma de produção e de consumo comprometidos com a
Biodiversidade ( Economia Verde equilibrada ).Resolver primeiramente os problemas no Brasil e depois investimento /
ajuda ao Exterior.
Destaca-se dentre os trabalhos analisados no Grupo GPT , a inserção da Energia Termo-Solar no Planejamento do Setor
Elétrico Brasileiro, o Fotovoltaico no Lado da Demanda e a consolidação que já vem a tempo ocorrendo a implantação de
Energia Eólica . O uso da gaseificação do carvão na geração de gás de síntese também já começa a ser mais
desenvolvida como forma de uso menos poluente na geração de eletricidade.
Aguarda-se uma solução para uso mais intenso das UTE ‘s a Biomassa ( bagaço de cana e palha ), PCH e o uso de
Armazenadores de Energia para as Usinas a base de Energias Renováveis. Este último assunto inclusive é tratado na
forma de uso do hidrogênio suprindo células a combustível.
A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída através do decreto nº 7.404 de 23/12/2010 prevê o
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tratamento térmico com aproveitamento energético através de UTEs de RSU (Resíduos Sólidos Urbanos),
entretanto ainda não foi implementada uma regulamentação com incentivos adequados para viabilização
econômica destes empreendimentos em larga escala, de modo que atendam plenamente as expectativas sócioambientais de todos os municípios brasileiros. Num dos trabalhos analisados no Grupo GPT, são propostos
benefícios e isenções aplicáveis num caso específico, que também poderiam ser estendidos para UTEs a Biomassa
em geral. Em todo o Brasil, há disponibilidade de grandes quantidades de combustíveis renováveis, que poderiam
ser monetizados, mas ainda são tratados e descartados como resíduos, provocando, normalmente, indesejáveis
impactos ambientais
2.0 CLASSIFICAÇÃO DOS INFORMES TÉCNICOS
1- Energias Renov áv eis :
GPT 537, GPT 571, GPT 997, GPT 923, GPT 567, GPT GPT 738, GPT 822, GPT 855, GPT 666, GPT 676, GPT 703, GPT 698, GPT 687, GPT 633, GPT 854, GPT 1026,
GPT 653, GPT 699, GPT 719, GPT 586, GPT 573 , GPT 941 e GPT 834, GPT 932
2 - Energias Conv encionais :
GPT 542, GPT 620 e GPT 728
3- Máquinas Elétricas :
GPT 609 e GPT 548
4- Algorítmos :
GPT 806 e GPT 1016
2.1 182Fontes Renováveis de Energia - Biomassa (uso direto, biodigestores, gaseificadores, álcool, biodiesel etc), biogás e resíduos sólidos urbanos,
eólica, solar (térmica e fotovoltaica), maremotriz, ondas, geotérmica, hidrogênio e célula a combustível, queima de rejeitos por tecnologia do plasma
537 - NOVO CONDUTOR IÔNICO PARA APLICAÇÃO COMO ELETRÓLITO SÓLIDO EM CÉLULA A COMBUSTÍVEL DE ÓXIDO SÓLIDO
548 - UMA NOVA MODELAGEM DA MÁQUINA SÍNCRONA E O IMPACTO DOS SISTEMAS DE CONTROLE DE EXCITAÇÃO DA GERAÇÃO DÍSTRIBUÍDA NA
OPERAÇÃO EM REGIME PERMANENTE DE SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
567 - A ENERGIA DO EMPUXO-CAIXA HIDROMOTRIZ
573 - MODELOS E METODOLOGIAS UTILIZADAS PELO ONS PARA PREVISÃO DE GERAÇÃO EÓLICA EM PARQUES DA REGIÕES NORDESTE E SUL DO
BRASIL.
586 - AVALIAÇÃO PROBABILÍSTICA DO DESEMPENHO DE UM SISTEMA HÍBRIDO DE GERAÇÃO DE ENERGIA ATENDENDO COMUNIDADES ISOLADAS
609 - MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS – NOVOS PARADIGMAS
666 - ANÁLISE DA VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DA UTILIZAÇÃO DE BIO-ÓLEO NA GERAÇÃO DESCENTRALIZADA DE ENERGIA ELÉTRICA
COMO ALTERNATIVA À UTILIZAÇÃO DE COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
676 - UTILIZAÇÃO DE AÇUDES NO NORDESTE BRASILEIRO PARA A IMPLANTAÇÃO DE CENTRAIS FOTOVOLTAICAS
687 - SISTEMA SUPERVISÓRIO EM UNIDADES GERADORAS DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA QUEIMA DO BIOGÁS
698 - ANÁLISE E OPORTUNIDADES DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) COM APROVEITAMENTO ENERGÉTICO
719 - IMPACTOS NO CUSTO MARGINAL DE OPERAÇÃO EM FUNÇÃO DA INSERÇÃO EÓLICA NO SISTEMA INTERLIGADO
822 - USO DE VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO (VANT) PARA MEDIDA DE VENTO ATMOSFÉRICO PARA DETERMINAÇÃO DE POTENCIAL EÓLICO
834 - GERAÇÃO ELÉTRICA A PARTIR DE FONTES RENOVÁVEIS E ARMAZENAMENTO ENERGÉTICO NO SISTEMA ELÉTRICO INTEGRADO: UMA
ANÁLISE TECNOLÓGICA
923 - METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO DE AEROGERADORES DE PEQUENO PORTE PARA CERTIFICAÇÃO NO PROGRAMA BRASILEIRO DE
ETIQUETAGEM
932 - MEDIDAS OPERATIVAS PARA EVITAR RISCO DE AUTOEXCITAÇÃO EM CENTRAIS DE GERAÇÃO EÓLICA COM AEROGERADORES ASSÍNCRONOS
DIRETAMENTE CONECTADOS
941 - MODELO ALTERNATIVO DE UM EMPILHAMENTO DE CÉLULAS A COMBUSTÍVEL DO TIPO PEM BASEADO EM REDE NEURAL RECORRENTE PARA
APLICAÇÕES DE CONTROLE EM TEMPO REAL
1016 - POSICIONAMENTO DE AEROGERADORES EM PARQUES EÓLICOS USANDO ALGORITMO GENÉTICO
1026 - AVALIAÇÃO TÉCNICO-ECONÔMICA DE UM PROJETO HÍBRIDO TERMOSOLAR-BIOMASSA
2.2 183Geração Distribuída – Co-geração (bagaço de cana, palha de arroz, lixo urbano, gás de alto forno etc), células a combustível, microturbinas, células
fotovoltaicas etc.
571 - PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA EM CÉLULAS A COMBUSTÍVEL NA USINA DE ITAIPU
633 - O PROJETO DE DEMONSTRAÇÃO DO CEPEL: UMA AVALIAÇÃO ACERCA DA INSERÇÃO DA GERAÇÃO DE ENERGIA COM CÉLULAS A
COMBUSTÍVEL NO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO
653 - ESTUDO DE VIABILIDADE PARA UMA USINA FOTOVOLTAICA DE MINIGERAÇÃO DISTRIBUÍDA CONECTADA À REDE ELÉTRICA
699 - CONEXÃO NA REDE ELÉTRICA DE UM MICRO INVERSOR PARA GERAÇÃO FOTOVOLTAICA DE ENERGIA ELÉTRICA
703 - AVALIAÇÃO DO IMPACTO DO AUMENTO DA PENETRAÇÃO DE GERADORES FOTOVOLTAICOS EM MICROGRIDS ISOLADAS NA AMAZÔNIA
738 - INSERÇÃO DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA NA REDE INTELIGENTE DE PARINTINS COM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
854 - COGERAÇÃO E MULTIGERAÇÃO MATERIAL-ENERGÉTICA EM CÉLULAS A COMBUSTÍVEL DE ÓXIDO SÓLIDO
997 - MICRO-CENTRAL HIDRELÉTRICA COM CONTROLE MISTO DE GERAÇÃO
2.3 184Usinas Termelétricas (UTEs) interligadas ao sistema elétrico - Gás Natural,Gás de Xisto, Carvão e Nuclear
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542 - MODERNIZAÇÃO DO TURBOGERADOR DE 760 MVA DA USINA NUCLEAR DE ANGRA 1
620 - MODERNIZAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLE E PARTIDA DAS TELAS ROTATIVAS DO SISTEMA DE ÁGUA DE CIRCULAÇÃO DA USINA NUCLEAR
DE ANGRA 1
855 - VIABILIDADE DE GERAÇÃO DE BIOELETRICIDADE POR MEIO DE TERMELÉTRICA A VAPOR COM CICLO REGENERATIVO EM USINAS DE
AÇÚCAR E ETANOL
2.4 185Aspectos associados a máquinas térmicas, compreendendo turbinas e geradores e seus sistemas de proteção, auxiliares e regulação de tensão e de
velocidade.
2.5 186Redução de emissão de CO2
728 - APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO CARVÃO MINERAL NACIONAL
2.6 187Acesso de fontes não-convencionais aos sistemas de transmissão e distribuição.
806 - BUSCA EXAUSTIVA E ALGORITMOS GENÉTICOS NA ALOCAÇÃO DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA VISANDO À REDUÇÃO DE PERDAS ATIVAS DO
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
3.0 RELATÓRIO SOBRE OS INFORMES TÉCNICOS
3.1 - NOVO CONDUTOR IÔNICO PARA APLICAÇÃO COMO ELETRÓLITO SÓLIDO EM CÉLULA A COMBUSTÍVEL DE ÓXIDO SÓLIDO
BERTON, M.A.C.(1);FERREIRA, R.(2); - LACTEC(1);UFPR(2);
Perguntas e respostas:
A) A síntese do eletrólito sólido (Ce(Y ,La)O2) f oi ef etuada pelo método de combustão usando uma razão glicina/nitratos igual a 0,53. Este é o ponto ótimo def inido na
literatura? Não seria interessante av aliar outras razões? Isso já f oi f eito no grupo de pesquisa? Quais os resultados em termos de ef etiv a dopagem, cristalinidade,
tamanhos de partícula, estado de agregação e condutiv idade iônica?
As características do pó, como o tamanho dos cristalitos, área superf icial e grau de aglomeração são determinadas pela temperatura e pelo tempo de duração da chama
durante o processo de combustão, que por sua v ez, depende do tipo do combustív el e da razão molar combustív el/nitrato utilizada. A proporção estequiométrica entre os
reagentes é determinada pelos princípios da química dos propelentes, na qual o módulo da razão entre a v alência total dos agentes oxidantes e a redutores dev e ser
igual a 1. A razão glicina/nitrato produz pós com maiores densidades e menos aglomerados em relação a outras razões. Proporções def icientes em combustív el resultam
em pós-constituídos por cristalitos menores e de maior área superf icial. Proporções ricas em combustív el resultam em tamanhos maiores de cristalitos, o que resulta
em menores condutiv idades iônicas.
B) Quais as v antagens da co-dopagem da céria (Y e La) f rente aos principais resultados da literatura com os sistemas tendo como dopantes o gadolínio ou o samário?
Este estudo tev e como objetiv o a av aliação da inf luência dos dif erentes dopantes na condutiv idade dos eletrólitos sólidos condutores O2-. Já é bem estabelecido na
literatura que a concentração e o típo de dopantes são f atores importantes na condutiv idade dos eletrólitos. As explicação para a inf luência do teor de dopantes na
condutiv idade é bem conhecida e aceita (inf luência direta na concentração e v acâncias). As explicações para a inf luência dos dopantes, no entanto, ainda carecem de
f undamentação mais sólida. São v ários os trabalhos na literatura que trazem resultados díspares quanto a condutiv idades de determinados materiais. Neste sentidos,
para tentar av aliar a inf luência dos dopantes na microestrutura e na condutiv idade dos eletrólitos, optamos por escolher íons com dif erenças signif icativ as de raios
iônicos (o raio iônico do Y 3+ é 1.019 Å e o do La3+ é 1.160 Å) e que, sabidamente, segundo v ários artigos da área, resultam em eletrólitos com grandes dif erenças de
condutiv idades. Esta escolha permitiu a v erif icação das mudanças das características morf ológicas e eletrônicas de cada material.
C) Quais as perspectiv as de emprego do eletrólito co-dopado em testes com células unitárias em longa duração? Estão sendo montadas células unitárias? Com quais
componentes anódico e catódico?
Atualmente as células a combustív el de óxido sólido comerciais são montadas com o eletrólito sólido que conduz íons oxigênio a base de zircônica dopada com ítria 8%
(ZrO2:Y 2O3), anodo a base de zircônica dopada com ítria + óxido de níquel(ZrO2:Y 2O3 + NiO) e catodo (La0.65Sr0.35MnO3 + ZrO2:Y 2O3). O interesse em estudar
nov as composições é para diminuir a temperatura de operação para a f aixa entre 500 °C a 700 °C, permitindo a utilização de materiais metálicos e consequentemente a
redução dos custos de f abricação. Resultados em células com eletrólito do-dopado ainda tem sido realizado apenas a nív el de academia e v árias composições de
eletrodos tem sido estudada.
3.2 - UMA NOVA MODELAGEM DA MÁQUINA SÍNCRONA E O IMPACTO DOS SISTEMAS DE CONTROLE DE EXCITAÇÃO DA GERAÇÃO DÍSTRIBUÍDA NA OPERAÇÃO EM REGIME
PERMANENTE DE SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
MOURA, A.A.F.D.(1);MOURA, A.P.D.(2); - UFERSA(1);UFC(2);
Este trabalho inv estiga qual é o melhor modo de operar o gerador síncrono no sistema de distribuição usando modelagem trif ásica: no modo PV – regulador de tensão ou
no modo PQ – regulador de f ator de potência, lev ando-se em consideração perf il de tensões e perdas, entre outros f atores. Dois modelos são utilizados: (1) um
inov ador, com a máquina diretamente conectada na rede e (2) conectada atrav és de retif icador/inv ersor. Os resultados das simulações mostraram que um ajuste
monof ásico dos reguladores de tensão na subestação é importante para a conexão do GST.
Perguntas e respostas:
A) Que ref erências f oram utilizadas para os v alores de ajuste dos reguladores de tensão da subestação nos 4 casos estudados?
A ref erência principal que f oi utilizada f oi a dissertação de mestrado: Impacto de parques eólicos na operação em regime permanente de sistemas de distribuição com
modelagem trif ásica. Autor: Adriano Aron Freitas de Moura, UFC, 2009. O ajuste (3,3,3,9,9,9) corresponde ao padrão do sistema IEEE 13 barras. Na prática, esse ajuste
(5,1,5,11,8,11) f oi f eito partindo-se das seguintes considerações: Aproximar os v alores das tensões nas três f ases entre si e próximas de 1.0 p.u., garante um
atendimento melhor ao consumidor. Para aproximar as tensões entre si ajustou-se o banco de reguladores para aumentar as tensões nas f ases A e C e diminuir a tensão
na f ase B. As implicações do procedimento são as seguintes: tensões mais unif ormes implicam em menor grau de desequilíbrio nas tensões; menor v ariação de
tensões e menos impacto nos nív eis de tensão do sistema. Pois ∆V= 1 – V1´/ V1. Aumentar o nív el de tensão nas f ases A e C implica em diminuir perdas e aliv iar o
carregamento. Os ajustes são, então, determinados f azendo primeiro o processamento de f luxo de carga do sistema sem regulador e sem conexão da geração eólioelétrica. As tensões e as correntes no centro de carga são obtidas. Calculam-se as impedâncias equiv alente s do compensador de queda de tensão em ohms. Obtêm-se
estas mesmas impedâncias em v olts. Acha-se a média aritmética destas impedâncias. Experimentalmente muda-se e testa-se os ajustes do regulador baseado na
estratégia descrita anteriormente. Seguindo essa metodologia chega-se a RA=5, RB=1, RC=5, XA=11, XB=8 e XC=11.
B) Os melhores v alores de VREG (índice de tensão da regulação), VTRIP (índice de tensão v ariando com saída da máquina) e FDT (f ator de desequilíbrio de tensão)
correspondem aos mesmos modos de controle para os 4 casos estudados? Apresentar tabelas com o resumo dos casos 1 a 3.
Nós outros casos de 1 a 3 ocorre v iolação de tensão, ou seja, a tensão ultrapassa o limite superior permitido de 1.05 p.u. em dif erentes modos de controle do sistema
de excitação da máquina. Daí, a comparação ter sido f eita para o caso 4 em que não há v iolação de limite de tensão para nenhum modo de controle do sistema de
excitação da máquina.
C) O f inal da conclusão af irma que um GST (Gerador Síncrono Trif ásico) operando no modo PQ (controle de f ator de potência), sob o ponto de v ista econômico,
apresenta mais v antagem do que operando no modo PV (regulador de tensão). Para ev itar generalização, não seria mais correto ressalv ar que esta situação se inv erte
para demanda mínima, no caso de conexão de GSTs sem retif icador+inv ersor?
O caso 1 sem retif icador+inv ersor v iola os limites de tensões. Por isso, não f oi considerado na análise entre as opções de melhor modo de controle de PV ou PQ. Os
casos 2 e 3 também v iolam em parte os limites de tensões. Assim, o caso 4 é o mais adequado com relação à análise da conclusão que f oi proposta pelo artigo. Pois,
no caso 4 não há nenhuma v iolação de limites de tensões.
3.3 - A ENERGIA DO EMPUXO-CAIXA HIDROMOTRIZ
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ALMEIDA, G.F.D.(1); - UFLA(1);
RESUMO Em estágio de Pesquisa Básica Dirigida, este trabalho aborda no campo da Hidrostática o comportamento da água sem impurezas, cuja altura geométrica e
piezométrica coincidem. Analisa o deslocamento da altura piezométrica acima da geométrica em águas contendo muito material em suspensão. A mesma possibilidade
em águas contendo apenas um corpo sólido f lutuante, seu comportamento em um sistema de v asos comunicantes niv elando-se piezometricamente e desniv elando-se
geometricamente. No campo da Hidrodinâmica aborda o aprov eitamento desse desnív el para geração de energia hidromecânica. Em uma introdução à Pesquisa
Aplicada, apresenta um modelo para geração de energia limpa.
Perguntas e respostas:
A) Segundo o Princípio dos Vasos Comunicantes as superf ícies liv res de cada v aso comunicante são horizontais e todas as superf ícies estão num mesmo plano
horizontal, independentemente de sua f orma. Em seu trabalho, v ocê utiliza dois v asos em comunicação, ambos inicialmente no mesmo nív el, sendo que apenas um
deles contém uma semiesf era e af irma que seria impossív el obter o equilíbrio de pressões com os dois reserv atórios em um mesmo nív el, ou seja, que após colocação
dos dois v asos em contato o nív el do v aso sem a esf era seria maior. Isto não estaria v iolando o Princípio dos Vasos Comunicantes?
A sequência apresentada nas f iguras 5, 6, 7 e 8 pode esclarecer a questão. Propositalmente, não f oi estipulado peso para a semiesf era, apenas que possui densidade
inf erior a água para f lutuar, mas para f ormular uma linha de pensamento será estipulado peso, dimensão e densidade para a semiesf era e dimensão para o reserv atório
que a contém. Tome-se a f igura 6 suponha-se que os dois reserv atórios sejam duas semiesf eras com 50m de raio: A pressão sof rida por uma partícula no f undo do
reserv atório com água é representada pelo seu raio, ou 50 m.c.a. O reserv atório com a semiesf era tem a cota f luido à mesma altura geométrica, 50 metros ( 50 m.c.a. )
mas possui em seu interior outra semiesf era com raio de 40 metros e densidade 0.99 ton/m³ que lhe permite f lutuar, onde temos seu peso em ton: Cálculos: (
Densidade = Peso / v olume ) Para uma semiesf era f lutuante de raio de 40m, e densidade de 0,99 ton/m³: Volume: ( 4 x 3,1416 x 40 x 40 x 40 ) / 6 = 134.041,6 m³
Densidade: 0,99 ton/m³ Peso = 134.041,6 m³ X 0,99 ton/m³ = 132.701,2 ton Esta semiesf era f lutua em um reserv atório semiesf érico de diâmetro de 50m e área de ( 4 x
3,1416 x 50 x50 ) /2 = 15.708 m² Seu peso div idido pela área de sustentação: 132.701,2 ton / 15.708 m² = 8,45 ton/m², sabe-se que a pressão da água é determinada
pela altura em metros, então serão 8,45 m.c.a. A pressão no f undo do reserv atório contendo a semiesf era será de 50 m.c.a acrescido de 8,45 m.c.a. , onde uma
partícula no f undo deste reserv atório tem sobre si uma pressão de 58,45 m.c.a. Unindo-se os dois reserv atórios as partículas estabelecerão equilíbrio de pressão , por
estarem no mesmo plano, mas para isso se desequilibrarão geometricamente. Observ e-se que o "Princípio dos v asos comunicantes" estabelece niv elamento
geométrico, desde que haja a mesma pressão nos dois v asos, como apresenta a f igura 4 do trabalho.
B) Já existe algum modelo prático para comprov ação do conceito proposto?
Como f oi exposto no trabalho a pesquisa encontra-se em estágio básico e aplicada, limitando-se ao estudo de possibilidades e aplicação destas, não encontra-se no
estágio de pesquisa experimental.
C) Existe algum cálculo para e a estimativ a da quantidade de energia que poderia ser gerada com base no conceito proposto?
Como não f oi atingido o estágio de pesquisa experimental é dif ícil estabelecer cálculos de quantidade de energia a ser gerada, quanto ao desnív el, que pode ser uma
ref erência, entendendo que o raciocínio teórico exposto na pergunta 1 pode ser aplicado a qualquer estrutura, aumentando-se as dimensões teremos maiores desnív eis,
e consequentemente maior capacidade de geração. O importante no modelo, caso comprov ado experimentalmente, é que sua capacidade de geração está diretamente
relacionada à grav idade, e claro a existência de água suf iciente para f uncionamento e reposição de perdas, decorrente disso é que poderia f uncionar em instalações
subterrâneas embaixo de cidades, parques industriais, etc. permitindo o controle de perdas por ev aporação, sem gerar nenhum impacto ambiental e eliminando a
necessidades de linhas de transmissão
3.4 - MODELOS E METODOLOGIAS UTILIZADAS PELO ONS PARA PREVISÃO DE GERAÇÃO EÓLICA EM PARQUES DA REGIÕES NORDESTE E SUL DO BRASIL.
MACIEL, A.(1);CISNEIROS, S.(1);BOTELHO, M.D.J.(1);ELERT, D.(1);COIMBRA, G.(1);MACHADO, C.O.(1); - ONS(1);
A crescente participação da geração eólica na matriz de energia elétrica brasileira, especialmente nas regiões Nordeste e Sul, tem lev ado o Operador Nacional do
Sistema Elétrico - ONS nos últimos cinco anos a buscar soluções estruturais e a desenv olv er modelos e f erramentas de modo a v iabilizar a programação e o despacho
desta geração. O objetiv o deste trabalho é apresentar o modelo de prev isão de geração eólica (Prev EOL) desenv olv ido para atender a programação horária e diária. Este
modelo utiliza a técnica de redes neurais tendo como base os dados observ ados nas torres anemométricas dos parques eólicos e os dados prev istos pelo modelo ETA15km do CPTEC/INPE. As f erramentas e metodologias desenv olv idas para f ornecer suporte a estas ativ idades também são apresentadas. A primeira parte do artigo
aborda a análise dos dados utilizados para calibração do Modelo de Prev isão de Geração de Energia de Parques Eólicos (Prev EOL). Ressalta-se que a qualidade dos
dados é crucial para o desenv olv imento de um sistema de prev isão capaz de obter bons resultados. Na segunda parte do artigo é apresentada uma descrição da
estrutura e f uncionalidades do modelo Prev EOL, baseado na técnica de redes neurais e desenv olv ido em parceria com a Univ ersidade Federal de Pernambuco – UFPE
com o suporte técnico do INESC Porto (Portugal). Este modelo v em sendo utilizado pelo ONS para prev isão de geração eólica de parques das regiões Nordeste e Sul do
Brasil. Na terceira parte do artigo são apresentadas outras f erramentas desenv olv idas e utilizadas pelo ONS para prev isão de geração eólica, quais sejam: curv a
característica potência x v elocidade do v ento; Sistema de Geração Eólica – SGE e o Sistema de Dados Eólicos – SDE. O SDE é um banco de dados operacional que
possui interf ace de acesso às grandezas superv isionadas pelos Centros de Operação e está em f ase f inal de desenv olv imento e atrav és dele será possív el realizar
uma pré-consistência dos dados superv isionados; acessar as inf ormações requeridas pelos modelos de prev isão de geração eólica; armazenar as prev isões e elaborar
análises estatísticas.
Perguntas e respostas:
A) Para terrenos de natureza complexa, o escoamento atmosf érico tem características quase sempre distintas daquelas em que a curv a de potência dos aerogeradores
x v elocidade do v ento f oi determinada, o que pode distorcer resultados. Na sua utilização como f erramenta para determinação da geração eólica prev ista, não caberia
uma ressalv a quanto a outros f atores, tais como turbulência, orograf ia, rugosidade e obstáculos locais, entre outros, que podem assumir uma importância não
desprezáv el?
O modelo Prev Eol utiliza as prev isões de v ento do modelo numérico regional Eta, o qual considera a turbulência atmosf érica (representada pelo esquema MellorY amada), a rugosidade do terreno e a orograf ia na camada superf icial. Em relação aos obstáculos locais, a exemplo de grandes construções, os mesmos não são
considerados nos modelos de prev isão do tempo.
B) Na região Nordeste, f oram estudadas e comparadas prev isões para parques instalados no interior do Rio Grande do Norte e da Bahia? Nestas sug-regiões, o SGE
também apresenta bons resultados?
A metodologia de prev isão de geração eólica atrav és do Sistema de Geração Eólica - SGE v em sendo utilizada para todas as usinas eólicas do Tipo I, conectadas à
Rede Básica, que são despachadas pelo ONS. Até a presente data, encontra-se em operação na Região Nordeste, 20 usinas eólicas do Tipo I, localizadas na região
litorânea do estado do Ceará e Rio Grande do Norte, bem como no interior da Bahia. Os resultados obtidos com a aplicação do SGE para estes parques são
satisf atórios.
C) No caso de melhoria da disponibilidade e qualidade dos dados de temperatura do ar, pressão atmosf érica e direção de v ento, será possív el implementar sua utilização
no modelo de redes neurais Prev EOL? E quanto a outros f atores locais, tais como turbulência, orograf ia, rugosidade e obstáculos?
Hav endo a melhoria da disponibilidade e qualidade dos dados de temperatura do ar, pressão atmosf érica e direção de v ento, os mesmos poderão ser utilizados no
modelo de redes neurais, após uma reestruturação da arquitetura da rede neural com um posterior treinamento que contemplará essas v ariáv eis de entrada. Os demais
f atores já f oram respondidos na Pergunta 01. Porém, a experiência v em mostrando que o f ator mais importante é uma boa prev isão de v ento, para o qual estão sendo
concentrados os esf orços do ONS.
3.5 - AVALIAÇÃO PROBABILÍSTICA DO DESEMPENHO DE UM SISTEMA HÍBRIDO DE GERAÇÃO DE ENERGIA ATENDENDO COMUNIDADES ISOLADAS
CASSULA, A.M.(1);ROBERTS, J.J.(1);PRADO, P.O.(1);JUNIOR, J.C.F.(1); - UNESP(1);
O trabalho propõe uma metodologia para av aliar o desempenho de um Sistema Híbrido de Geração de Energia considerando v ariações probabilísticas da carga e dos
recursos renov áv eis. O algoritmo utiliza a simulação Monte Carlo sequencial para identif icar o comportamento típico do sistema utilizando uma base de tempo de uma
hora, onde se consideram v ariações estocásticas da carga e dos recursos renov áv eis. A metodologia desenv olv ida é aplicada em um estudo de caso, para duas
conf igurações de sistema híbrido: solar-eólico-diesel e solar-eólico. O método proposto mostrou-se uma f erramenta interessante para a tomada de decisões e para a
ponderação de possív eis cenários de f uncionamento.
Perguntas e respostas:
A) Descrev a com mais detalhes a pesquisa em campo realizada, quantos participaram e quais as principais perguntas realizadas para se montar um perf il de consumo.
A pesquisa de campo realizada no presente trabalho f oi baseada na “Pesquisa de Posse de Equipamentos e Hábitos de Uso” realizada pelo PROCEL e Eletrobrás em
2005, cujo relatório f oi apresentado em 2007 (http://www.procelinf o.com.br/). Porém, como o trabalho considera apenas consumidores rurais isolados, a quantidade de
equipamentos utilizada é reduzida, tipicamente aparelhos para atender as necessidades básicas. A pesquisa se baseia no preenchimento de questionários. Um primeiro
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questionário se ref ere à quantidade de pessoas que utilizam a residência e a permanência de cada pessoa na residência. Depois são questionários específ icos de uso de
cada equipamento: Iluminação, Ref rigerador, Freezer, Aquecedor Elétrico e Aquecimento de água para banho. A potência e a quantidade destes equipamentos também
são preenchidas nestes questionários, e ainda existem campos relacionados aos hábitos de uso de cada equipamento, ou seja, se pretende estimar quantas horas por
dia estes equipamentos f icam ligados, dif erenciando v erão de inv erno e dias de semana com dias de f inais de semana. Por f im existe um outro questionário,
denominado Outros aparelhos, onde constam equipamentos como: Aparelho de som, f erro elétrico, TV, v entilador, carregador de celular, lav a roupa e bomba d’água.
Também pare estes equipamentos os usuários respondem sobre a utilização nas horas do dia e nos dias da semana. Com as inf ormações obtidas dos questionários é
possív el estabelecer uma probabilidade de uso dos equipamentos para cada hora do dia e para cada época do ano e, assim, utilizar o conceito de curv a de probabilidade
de uso do equipamento, que representam os hábitos de consumo dos moradores de um determinado local, os quais se v êm inf luenciados pelos costumes da população
e as caraterísticas climáticas da região. Os questionários serão mostrados durante a apresentação das repostas do REP. Como a metodologia será aplicada em
moradias que ainda não possuem o f ornecimento de energia elétrica regularizado pelo gov erno, a pesquisa sobre os hábitos de consumo f oi realizada em moradias com
características similares que possuem eletricidade atrav és de geradores independentes, como geradores diesel, painéis solares f otov oltaicos, geradores eólicos e
outros. A pesquisa f oi realizada na região rural da Prov íncia de Buenos Aires, Argentina, próximo a cidade de Mar del Plata e, para esta primeira etapa, utilizou-se uma
amostra pequena, num total de 10 moradias, sendo o objetiv o principal ter dados reais para modelar e testar a metodologia. Para uma segunda etapa se prev ê ampliar o
univ erso amostral de moradias, com o intuito de obter mais inf ormações para melhor identif icar o perf il de carga dos consumidores.
B) Os eletrodomésticos utilizados na simulação representam o perf il do consumidor lev antado na pesquisa? Qual deles apresenta maior impacto na curv a de consumo?
Apesar da primeira pesquisa ter av aliado uma amostra reduzida, considera-se que os aparelhos elétricos utilizados nas simulações representam de f orma satisf atória o
perf il dos consumidores rurais da região estudada. O resultado da entrev ista mostra que os aparelhos tipicamente encontrados numa residência da região em estudo são
aqueles já apresentados no artigo, ou seja: Aparelho de som (1x80W); Geladeira (1x130W); Lâmpada f luorescente (1x15W); Lâmpada f luorescente (3x23W); TV 20"
(1x90W); Ventilador (1x65W); Aquecedor elétrico (1x450W); e Carregador de celular (1x2,25W). Dev e-se esclarecer que a inclusão do Aquecedor elétrico é dev ido ao
costume da região onde o estudo está sendo realizado, uma região rural próximo a cidade de Mar del Plata, Argentina. Durante o início da manhã, dev ido ao f rio intenso,
principalmente no inv erno, costuma-se ligar um pequeno aquecedor elétrico de ambiente (termov entilador) enquanto o sistema de aquecimento (normalmente a lenha)
ainda não está em f uncionamento ou antes do usuário sair para o trabalho no campo. Por outro lado, desconsiderou-se nas simulações o uso de chuv eiro elétrico, pois
na totalidade das residências av aliadas o aquecimento de água para banho é f eito por meio de gás de botijão (GLP). Em relação a curv a de consumo, obtev e-se uma
curv a de carga típica para cada época do ano (v erão e inv erno) e para dias da semana e dias de f inais de semana, em um total de 4 curv as de consumo, as quais
representam os hábitos de consumo dos moradores da região estudada. Após as simulações v erif icou-se que no período noturno ocorre um pico de consumo entre às
20:00h e 22:00h, dev ido à utilização conjunta de equipamentos, tais como: geladeiras, aparelho de som e, principalmente, lâmpadas e TV. Além do pico noturno, no
período de inv erno ocorre um outro pico de consumo, das 5:00h as 7:00h, dev ido a utilização do aquecedor elétrico. Também f oi possív el observ ar que nos f inais de
semana, tanto no v erão como no inv erno, o consumo médio aumenta, pois os moradores passam mais tempo em suas residências, ao contrário dos dias normais de
semana, onde os moradores passam a maior parte do tempo trabalhando no campo.
C) Qual f oi o critério utilizado para a determinação das probabilidades de ocorrência dos quatro cenários utilizados no trabalho apresentado?
Para a obtenção dos cenários se dispunha de v alores médios anuais para as v ariáv eis meteorológicas v ento, radiação solar e temperatura durante 20 anos, ou seja, 20
v alores para cada v ariáv el. Para os cenários extremos, Muito Ruim e Muito Bom, se utilizou, respectiv amente, o menor e o maior v alor dentre as 20 médias disponív eis.
Portanto, a probabilidade de ocorrência do cenário Muito Ruim é a probabilidade de ocorrência do menor v alor, ou seja, de 1/20 (ou 5%). O mesmo ocorre para o cenário
Muito Bom, que possui a mesma probabilidade de ocorrência do maior v alor, que é de 1/20 (ou 5%). Também v erif icou-se que a dispersão dos v alores absolutos das
v ariáv eis meteorológicas é muito pequena, sendo que 95,5% dos v alores medidos de v ento estão na f aixa de ± 1,5DP (mais ou menos 1,5 desv io padrão). Portanto, em
uma primeira etapa, def iniram-se como praticamente iguais as ocorrências dos cenários Típico (34%), Ruim (30%) e Bom (30%), e ainda decidiu-se diminuir a
probabilidade de ocorrência dos cenários extremos (Muito Ruim e Muito Bom) de 5% para 3%. Um tratamento estatístico para a utilização de nov os cenários está sendo
estudado e seus resultados serão av aliados.
3.6 - MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS – NOVOS PARADIGMAS
HARA, T.P.(1); - HARA ENG(1);
O problema de surtos em máquinas não é recente, mas o desconhecimento técnico é enorme na comunidade que operam e mantem as máquinas elétricas. Neste
sentido o trabalho propõe a esclarecer esta questão técnica e orientar a comunidade de usuários a atentar para esta questão. No entanto, as dif iculdades iniciam com a
barreira do idioma, as literaturas técnicas e normas existentes são na maioria em Inglês. No decorrer do trabalho dev emos esclarecer algumas questões importantes tais
como a tecnologia dos inv ersores, material isolantes que tem maior suportabilidade às descargas parciais, cuidados na instalação e como os surtos se comportam.
Perguntas e respostas:
A) No caso de rebobinamento utilizando f ios esmaltados resistentes a descargas parciais, quais são as dif erenças de qualidade e custos entre os v ários materiais
patenteados pelos f abricantes GE, Phelps Dodge, ESSEX, Hitachi e PPE?
Os f ios esmaltados
aplicação em v árias
depende da patente,
não erodir a camada
20%
são isolados com v ernizes a base de poliesters nos seus div ersos desenv olv imentos. Mesmos nos f ios comuns existem materiais div ersos e
camadas, o que f az distinguir de um bom f io dos demais. Agora f ios resistentes a descargas parciais, além da camada de v erniz tem outras,
camada com carga com micro ou nano partículas. Estas camadas de v erniz com a carga é que f ormam uma barreira para as descargas parciais
de v erniz até o cobre. O custo depende do f io comum utilizado, mas se comparar de mesmo f abricante o acréscimo de custo dev e estar entre 5 a
B) Visto que as descargas parciais se agrav am com o comprimento do cabo, para os aerogeradores que utilizam retif icadores / inv ersores, mesmo que seja desejáv el
ev itar seu peso na nacele, pode-se af irmar que não é recomendáv el sua instalação na base das torres?
O comprimento do cabo agrav a o problema de rebatimento de ondas. Não, pode-se instalar na base da torre, porém tem que f azer o casamento da impedância do cabo
com o sistema de modo que os surtos não f iquem v iajando pelo sistema. Num sistema de instalação em grandes plantas de ref ino, papel, cimento também dev em
tomar este mesmo cuidado.
C) Nas instalações litorâneas, sujeitas a maresia e altas temperaturas tropicais, pode-se af irmar que estes f atores aceleram e/ou agrav am a f ormação de descargas
parciais? Neste caso, a geometria dos equipamentos dev e incluir sistemas de resf riamento e v edação adequados, que também ev item a contaminação do sistema de
isolamento pela maresia?
Com certeza a maresia agrav a, mas a temperatura pode atenuar esta questão, v isto que os materiais isolantes são termof ixos (não dilatam com a temperatura) mas o
cobre dilatam, logo os espaços v azios podem ser preenchidos ou pressionado pelo expansão do cobre, assim reduzindo os v azios e consequentemente reduzindo as
descargas parciais. O adequado é que não entrem contaminantes na nacele e no projeto do gerador seja empregado tecnologia e soluções para não gerar descargas
parciais dev ido as ondas do PWM. A isto o mercado chama de windpower corona f ree. A temperatura alta pode acelerar a degradação dos polímeros e trazer outros
danos. Não esquecer que por norma o material isolante é para manter as suas características por 20.000 horas a temperatura de sua classe térmica. E se considerar a
equação de v elocidade das reações com a temperatura, Lei de Arrhenius, para acréscimo de 10 graus Celsus de temperatura temos a redução de v ida a metade.
3.7 - ANÁLISE DA VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DA UTILIZAÇÃO DE BIO-ÓLEO NA GERAÇÃO DESCENTRALIZADA DE ENERGIA ELÉTRICA COMO ALTERNATIVA À
UTILIZAÇÃO DE COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
SCHWIEDER, A.O.(1);TRIERWEILER, J.O.(2);BORGES, F.C.(2); - CEEE GT(1);UFRGS(2);
O trabalho propõe a utilização de biomassa residual como f onte energética para a geração de energia de f orma descentralizada. A metodologia v em apresentar a
tecnologia da pirólise rápida como uma alternativ a v iáv el e adequada para a transf ormação da biomassa residual em bio-óleo, o qual posteriormente serv irá com
combustív el alternativ o ao óleo diesel em uma central termoelétrica. A análise econômica mostra que a aplicação do método do VPL demonstrou que o retorno do
inv estimento se dá a partir do quarto ano de operação e que a TIR alcançada f oi de 27,1%.
Perguntas e respostas:
A) O estudo pressupõe que a biomassa residual está disponív el, que seu v alor por tonelada é nulo e que não hav erá custo de transporte uma v ez que a planta de
processamento estaria localizada no mesmo sítio onde estariam alocados os resíduos. Mesmo nessa situação ideal, não seria mais realista adotar um v alor de
ref erência, pois prov av elmente dev erá existir um custo para coleta e armazenamento da biomassa? Existe algum dado na literatura disponív el?
Essa é uma boa questão. Com a entrada em v igor da Lei dos Resíduos sólidos não só esse resíduo será v alorados, como dev e ocorrer em algumas regiões brasileiras
onde existe elev ados excedentes, as empresas do ramo necessitarão pagar para terceiros receberem esse material. Ou seja para quem os recebe esse v alor será um
saldo monetário positiv o. No entanto, ainda hoje pois a lei ainda não entrou em v igor, ocorre o contrário. Contatei com empresas de benef iciamento de madeira da região
onde resido, serra gaúcha, que me inf ormaram que algumas empresas negociam resíduos por até R$ 50,00 / ton para uma distância de até 80 km. Esse resíduo é
gerado no processo de benef iciamento da toras de árv ores para produção de tábuas. Além disso estudo americano sugere custo para “benef iciamento de biomassa “
(trituração e transporte para até 67 km) da biomassa f lorestal em torno de U$ 18,38 / ton. Esta pesquisa f oi publicada no Jornal Internacional de Engenharia Florestal em
2013 e o artigo f oi titulado: “Implementing residue chippers on harv esting operations in the southeastern US f or biomass recov ery ”. Os autores f oram: P Jernigan, T
Gallagher, J Aulakh, R Tuf ts and T McDonald. Publicado em http://www.tandf online.com/doi/f ull/10.1080/14942119.2013.798130#.Uipy Y LzP5OA Para tanto, f oi simulado
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um nov o f luxo de caixa, lev ando em consideração o v alor do custo da biomassa de R$ 50,00/ ton , ocorre que a TIR é reduzida para 16% e o tempo para retorno do
inv estimento é lev ado para 7 anos. Porém a solução estudada f oi pensada inicialmente para resolv er o problema de algumas industrias do benef iciamento de madeira
com o destino dos resíduos gerados no seu processo. Ou seja, existe a necessidade das mesmas ef etuarem o descarte dos resíduos gerados na planta industrial.
Assim a solução proposta nesse trabalho demonstra ser tecnologicamente possív el, assim como também economicamente v iáv el, tendo como adicional um f orte apelo
pela sustentabilidade ambiental.
B) O estudo contabiliza v endas de energia para uma planta operando com um regime operacional de 24 horas, 24 dias por mês durante todo o ano e com o gerador
operando sempre a plena carga. Quais seriam os ef eitos na TIR e no tempo de retorno de inv estimento caso f ossem utilizadas condições muito comuns encontradas na
geração descentralizada onde o gerador acompanha a carga necessária dos usuários e o carregamento médio é inf erior a 100%, por exemplo, em torno de 60%.?
Av aliando a sugestão proposta de redução da disponibilidade de 95% para 60%, acarretou uma redução da TIR para 21,86% e lev ou o tempo de retorno para o 6 ano de
operação. Apesar do redução da atrativ idade, a proposta apresentada demonstra suportar tal v ariação mantendo-se ainda atrativ a.
C) Os custos av aliados do processamento da biomassa estão baseados no trabalho de Pagliardi. Neste trabalho utilizado como ref erência, os custos estão
contabilizados para uma planta no Brasil e para uma operação 24 horas por dia? Os equipamentos utilizados são importados? Foram consideradas taxas de importação?
Os custos de adaptação dos motores diesel e operacionais lev am em consideração a operação com biodiesel ao inv és do diesel?
Sim, os custos de O & M f oram computados para uma operação estimada de 24h diárias, e uma disponibilidade anual de 95%. Como a planta em questão f oi construída
no Brasil e atualmente f unciona na Unicamp, e utilizou projeto, materiais e mão de obra nacionais, por esse motiv o não f oram considerados taxas de importação. Como
esse trabalho ainda está em f ase inicial com desaf ios tecnológicos ainda não totalmente desenv olv idos, uma etapa que necessita de aprof undamento em pesquisa é a
que contempla a o desenv olv imento de tecnologia nacional para adaptação dos motores para utilizarem o bio-óleo em sua f orma bruta ou alternativ amente com aditiv os.
Uma v ez conv ertidos, esses motores poderiam utilizar uma v ariada gama de combustív eis alternativ os sem nenhum problema técnico adicional. Podemos citar por
exemplo, o óleo v egetal v irgem, biodiesel B100 etc. Além disso a etapa inicial, processamento na planta de pirólise, pode ser melhorada e requer mais inv estimento em
pesquisas científ icas, af im de aumentar a sua ef iciência, e com isso buscar a elev ação da produção de energético em questão o bio-óleo.
3.8 - UTILIZAÇÃO DE AÇUDES NO NORDESTE BRASILEIRO PARA A IMPLANTAÇÃO DE CENTRAIS FOTOVOLTAICAS
SACRAMENTO, E.M.D.(1);CORRÊA, R.M.D.C.(2);CARVALHO, P.C.M.D.(2); - IFCE(1);UFC(2);
O presente estudo analisa o potencial de utilização de reserv atórios no semiárido brasileiro para a instalação de plantas f otov oltaicas (FV) em duas conf igurações:
painéis f lutuantes e imersos em água. Os reserv atórios escolhidos para este cenário f oram os açudes Castanhão, Orós e Pentecoste, localizados no estado do Ceará
(potencial anual de energia solar incidente de cerca de 2.000 kWh/m2). Modelos matemáticos, descrito neste trabalho, f oram utilizados como objeto de simulação.
Perguntas e respostas:
A) Há prev isão e planejamento de experimentos locais para v alidação dos resultados obtidos nas simulações em açudes do nordeste brasileiro?
Sim. Estes estudos estão sendo realizados na Univ ersidade Federal do Ceará, campus do pici, departamento de engenharia elétrica.
B) Nos açudes estudados há registros de v entos extremos, f ortes tempestades e descargas atmosf éricas? O que é prev isto para proteção de painéis f otov oltaicos
imersos ou f lutuantes nestas situações?
Estes ev entos meteorológicos ocorrem, mas não com f requência e intensidades consideráv eis nos corpos de água estudados. Porém, acreditamos que para o caso de
uma inesperada ocorrência de descargas elétricas, uma estrutura protetiv a teria que ser dimensionada para proteção dos equipamentos utilizados.
C) Como f icaria a ef iciência de conv ersão, se f orem aplicadas células f otov oltaicas associadas a lentes concentradoras em painéis imersos ou f lutuantes,
considerando-se que a otimização de sua perf ormance está diretamente relacionada ao seu resf riamento?
Por enquanto o nosso f oco é trabalhar com células de silício Poli e monocristalinas) e f ilme f ino, sem o uso de lentes concentradoras. Num momento a posteriori
poderemos agregar tal ef eito f ísico em nossas análises.
3.9 - SISTEMA SUPERVISÓRIO EM UNIDADES GERADORAS DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA QUEIMA DO BIOGÁS
OTTO, R.B.(1);PAULILLO, G.(2); - FPTI(1);IPE(2);
Algumas das propriedades rurais utilizam o biogás produzido para geração de energia elétrica e conexão à rede de distribuição. O sistema superv isório de unidades de
geração a biogás irá monitorar local e remotamente as v ariáv eis desejáv eis do processo e disponibilizar estes dados para análise e tomada de decisão dos operadores
antecipadamente aos problemas. Os dados serão disponibilizados em uma interf ace de usuário amigáv el e alimentarão um banco de dados com o histórico do processo,
que serv irá como f onte de estudos e f omento de nov as linhas de pesquisas relacionadas ao tema.
Perguntas e respostas:
A) Do ponto de v ista técnico, em termos do aspecto construtiv o dos biodigestores e do gerenciamento dos mesmos para a geração de energia elétrica, quais os
principais resultados da implantação e operação das sete Unidades de Demonstração?
O aspecto construtiv o dos biodigestores depende do ef luente (dejeto), já para a geração de energia elétrica a produção do Biogás depende do manuseio dos ef luentes na
entrada do biodigestor. Os principais resultados estão ligados aos aspectos ambientais e em alguns casos que o grupo motor-gerador está conectado a rede tem-se o
aprov eitamento energético.
B) Qual é o impacto do sistema de monitoramento, controle e proteção (SMCP) sobre as estratégias de otimização energética das plantas de geração à base de biogás?
Qual é a f aixa típica de ef iciência energética dessas plantas?
O SMCP tem como f unções: sincronismo com a rede, proteção do grupo motor-gerador e monitoramento na interf ace local. Não temos inf ormações suf icientes para
av aliar a ef iciência energética (por isso a necessidade de monitorar com um sistema superv isório)
C) Quais as próximas etapas para implantação do sistema superv isório? Em que horizonte de tempo se espera que o sistema superv isório esteja disponív el para
div ersos tipos de empreendimentos de geração de energia elétrica a partir do biogás?
O sistema está em f ase de criação e espera-se que até o primeiro trimestre de 2014 já esteja em sua v ersão inicial (protótipo), para disponibilizar aos empreendimentos
de geração de energia elétrica será necessário f inalizar todos os ensaios/testes em f ábrica.
3.10 - ANÁLISE E OPORTUNIDADES DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) COM APROVEITAMENTO ENERGÉTICO
NEGRI, J.C.(1); - SABESP(1);
A questão do gerenciamento, tratamento e disposição f inal de resíduos sólidos urbanos é sem dúv ida o grande desaf io ambiental desta década para o Brasil. O processo
de tratamento térmico do RSU com aprov eitamento energético apresenta desenv olv imento tecnológico, atendimento a legislação ambiental e comprov ação econômica
para unidades com capacidade de processamento acima de 500 t/d de RSU. O estudo pretende discutir opções de tratamento de RSU disponív eis e aplicáv eis às
condições brasileiras, incluindo a análise dos possív eis arranjos institucionais e a modelagem econômica
Perguntas e respostas:
A) Em âmbito nacional, quais as principais iniciativ as para geração de energia elétrica a partir de resíduos sólidos urbanos (RSU)? Que tecnologias têm sido
consideradas?
Foi estabelecida uma base legal para o desenv olv imento de projetos v isando tratamento térmico com aprov eitamento energético do RSU por meio de Usinas de
Recuperação de Energia – URE. O art. 9º da PNRS (Lei 12.305/2010) prev ê esta alternativ a, enquanto que em termos de v iabilidade ambiental para o Estado de São
Paulo por meio da Resolução SMA no 79/2009 são estabelecidas diretrizes e condições para operação e licenciamento destes empreendimentos, hav endo já um caso de
LP emitida. Projetos para geração de energia elétrica têm incentiv os na isenção da tarif a da rede na produção e consumo, além de poderem ser enquadrados no
programa Reidi nos itens de inv estimento para redução do PIS e COFINS. A principal tecnologia utilizada é por meio do processo termoquímico de combustão em ciclo
Rankine, com dif erenciação na etapa de preparação do RSU, o qual pode ser queimado praticamente in natura (denominada “mass burning”) ou com algum prétratamento para atingir determinadas características (por exemplo, CDR – Combustív el Deriv ado de Resíduo) necessárias para o equipamento de combustão aplicado.
B) Quais os principais obstáculos à disseminação de unidades de geração de energia elétrica com base em RSU no Brasil? Que tipos de cidades são mais consideradas?
O desenv olv imento de um projeto de geração de energia elétrica a partir de RSU passa por um conjunto de modelagens, a saber: legal-jurídica; institucional; técnica;
operacional; econômica; comercial; f inanceira e sócio-ambiental. Os principais desaf ios para v iabilização estão no âmbito institucional, econômico e social. A concessão
do RSU é municipal, requerendo um modelo institucional seguro para mitigar riscos inerentes do poder público. Na maioria dos casos para justif icar escala do
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empreendimento é necessário a participação de v ários municípios, amplif icando a questão. A f ormação de consórcio de municípios e/ou a participação do Estado para
disciplinar interesses são alternativ as possív eis. Para o projeto balanceado nas receitas prov enientes da contra-prestação para tratamento do RSU e da comercialização
de energia elétrica, o preço de equilíbrio da energia elétrica está acima daquele de mercado. O equacionamento é atingido em condições particulares, isto é em locais
com sienergismo de logística e em projetos de cogeração com consumidores de calor (v apor). Há um entendimento precipitado que o tratamento térmico com
aprov eitamento energético prejudica o reuso e a reciclagem. É observ ado em experiências internacionais que em locais para os quais f oi implantado o aprov eitamento
energético a reciclagem apresentou indicadores superiores quando comparados com regiões sem aprov eitamento energético. O tratamento térmico encaixado num plano
de gestão de resíduos sólidos pode alav ancar a reciclagem, inibindo ações sociais contrárias. Além disso, o tratamento térmico é uma das f ormas para atender o
dispositiv o do art. 54 da PNRS que estabelece a obrigatoriedade da disposição f inal ambiental adequada dos rejeitos até agosto de 2014. Seguindo a lógica para escala
de v iabilidade técnica-econômica do projeto e os dispositiv os legais que estimulam e induzem a solução compartilhada e regional para o tratamento do RSU, a dimensão
mínima env olv e o processamento de 600 a 800 t/d de RSU. Este montante representa conglomerados urbanos de 800 mil a 1 milhão de habitantes.
C) No cenário mundial, quais os principais projetos e tendências tipo “mass burning” e que modelos de negócio têm sido adotados?
No cenário mundial existem mais de 750 unidades (UREs) em operação comercial utilizando tecnologia “mass burning”, processando cerca de 300 mil t/d de RSU. Há
mais de uma dezena de f abricantes, detentores de “know how” com v ariações no processo de combustão (grelha; leito f ixo; leito f luidizado) acoplados a sistemas de
tratamento de gases (seco; semi-úmido; úmido) para atender padrões de emissões e qualidade do ar. No exterior os projetos são v iabilizados com a participação pública
e priv ada, utilizando linhas dif erenciadas de f inanciamento, bem como recursos a f undo perdido.
3.11 - IMPACTOS NO CUSTO MARGINAL DE OPERAÇÃO EM FUNÇÃO DA INSERÇÃO EÓLICA NO SISTEMA INTERLIGADO
KAWANA, S.A.(1);RAMOS, D.S.(1); - USP(1);
A f onte eólica cresceu rapidamente na matriz elétrica, dev ido a f atores conjunturais e estruturais, mostrou sua competitiv idade f rente às f ontes tradicionais do setor,
inclusiv e com preços de v enda inf eriores a R$ 100/MWh nos leilões promov idos em 2012. O Brasil possui um potencial signif icativ o de energia eólica, principalmente no
Nordeste, concentrando 52,3% do potencial, e a exploração dessa f onte será importante para ampliação da capacidade instalada no país. No entanto, é importante
destacar que a inserção traz complexidades para o sistema elétrico e o gov erno dev e transmitir o sinal econômico correto para o consumidor, com reprodução do custo
real incorrido.
Perguntas e respostas:
A) Na comparação dos cenários simulados, concluiu-se que o gov erno poderia estimular a implantação de parques eólicos menos ef icientes no Sudeste e Centro-Oeste
se os custos com inv estimento na rede básica, a v alor presente, f orem superiores à R$ 8,1 bilhões até 2026. Isto signif ica que o aumento de inv estimentos em
ref orços na interligação entre os submercados Nordeste e Sudeste/Centro-Oeste possibilitaria a ampliação geográf ica dos parques eólicos, em v ez de potencializar sua
concentração no Nordeste?
Sim, em teoria, esse seria o break ev en point do cálculo. Entretanto esse v alor de inv estimento é muito alto, e dif icilmente os ref orços superariam esse v alor
considerando somente o critério econômico
B) Na reunião de 03/07/2.013, o CMSE (Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico) decidiu desligar todas as UTEs mov idas a óleo combustív el e a óleo diesel, que
estav am operando desde outubro/2.012. Se esta situação prev alecer nos próximos anos, qual será o impacto nos cenários simulados? O risco de déf icit na região
Nordeste será agrav ado?
O despacho dessas térmicas não são por ordem de mérito, e sim, em f unção do Procedimento Operacional de Curto Prazo, e até certo ponto, é discricionário, já que não
hav ia claramente uma f orma de projetarmos esse despacho adicional no modelo NEWAVE (v ersão 17). Agora , com a homolocação do nov o NEWAVE e incorporação
do CVAR, o despacho programado de térmicas tende a ser superior. Nesse cenário, de maior despacho de térmicas, os v alores encontrados nas simulações realizadas
sof reriam aumento, com aumento dos CMOS, o que poderia v iabilizar v ários ref orços. O risco de déf icit no Nordeste prov av elmente sof reria um aumento em f unção de
critérios mais rígidos de operação.
C) Atrav és da Resolução nº 03 de 06/03/2013, o CNPE (Conselho Nacional de Política Energética) determinou a internalização de mecanismos adicionais de segurança
energética, que estão sendo testados pelo CEPEL em modelos computacionais de otimização. Há expectativ a de que tais mecanismos impactem signif icativ amente os
cenários simulados, por exemplo, com signif icativ o aumento do CMO (Custo Marginal de Operação)?
Sim, conf orme colocado anteriormente, os CMOs sof reriam um aumento consideráv el, como ocorreu a partir de setembro. Antes da homologação do NEWAVE, o CMO
estav a abaixo dos R$ 150/MWh, e com a homologação do nov o sistema, está acima dos R$ 250/MWh.
3.12 - USO DE VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO (VANT) PARA MEDIDA DE VENTO ATMOSFÉRICO PARA DETERMINAÇÃO DE POTENCIAL EÓLICO
SILVEIRA, R.B.D.(1);GONÇALVES, J.E.(1);KESIKOWSKI, R.(1); - SIMEPAR(1);
Este trabalho apresenta os resultados da estimativ a do campo de v ento com o uso de um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT). Os v oos para lev antamento dos dados
f oram realizados no município de Tibagi (Pr), onde se encontram instaladas torres anemométricas para estimativ a do potencial eólico da região. As inf ormações geradas
em uma sequência de quinze v oos pelos sensores de pressão dinâmica (Pitot), bússola e GPS, instalados na aeronav e, f oram utilizadas na estimativ a do campo de
v ento nos três nív eis amostrados pelos anemômetros de uma das torres.
Perguntas e respostas:
A) A aplicação de VANTs como complemento no monitoramento do campo de v ento e na determinação do potencial eólico em áreas de dif ícil acesso poderia prescindir
da existência de torres locais e f azer correlações tendo como ref erência medições nas proximidades? Em caso positiv o, qual a distância admissív el para tal ref erência?
Possiv elmente sim. Depende do campo de v ento, do local (se plano, montanhoso, irregular, etc) e da f requencia da medição (dev e ser próxima à instrumentação no
VANT). O trabalho na v erdade busca uma comparação ef etiv a VANT-TORRE que, uma v ez estabelecida, permita a medida somente com o VANT em, por exemplo,
lugares de dif ícil acesso. Neste caso, buscamos medir o campo de v ento, ainda que em descontinuidade temporal, com um equipamento portátil, de uso f ácil e em
qualquer altura até 2000 metros, o que é impossív el com medidas de torres, balão cativ o, radiossondas, etc.
B) Existem limitações experimentais para a realização de um grande número de v oos de VANT relacionadas a horário do dia, risco de operação nas proximidades de
torres anemométricas, ou dif iculdade de controle, dependendo da intensidade de v entos e outras condições climáticas?
A pior situação é em chuv as muito f ortes. Com relação a intensidade de v ento, o VANT pode suportar até cerca de 15m/s e para a amostragem máxima é possív el
decolar a cada 10 minutos, com medições até 90 minutos por v oo. Não existe restrição quanto a horário do dia, podendo ef etuar-se medidas durante o dia ou a noite.
Não existem riscos de operações próximas às torres anemométricas, mas a operação depende de muita habilidade do operador do VANT, principalmente nos momentos
de decolagem e pouso. Durante o v oo, o procedimento é automático, sem riscos de choque com obstáculos, etc.
C) A utilização de sensores de pressão com múltiplos f uros nos VANTs, para otimizar as medições de direção e de intensidade do v ento, implica em custos muito
maiores para os experimentos? Como são av aliados os riscos de perdas e danos na utilização de equipamentos deste tipo?
Respondendo o primeiro item. O custo é pouco superior ao atual, mas a tecnologia empregada no sensor é muito superior. Para o segundo item, av alia-se o v alor total
dos equipamentos de bordo, na ordem de 80mil reais, sendo este o custo da perda total. Mas a operação é sempre v isual e o VANT é equipado com um sistema de
localização que em caso de queda permite sua recuperação. Os equipamentos eletrônicos são protegidos por danos em casos de queda, sendo que as av arias mais
comuns ocorrem na estrutura da aeronav e, que é de baixo custo e f ácil recuperação.
3.13 - GERAÇÃO ELÉTRICA A PARTIR DE FONTES RENOVÁVEIS E ARMAZENAMENTO ENERGÉTICO NO SISTEMA ELÉTRICO INTEGRADO: UMA ANÁLISE TECNOLÓGICA
GUTIÉRREZ, T.E.F.(1);CURI, M.O.(1);FURTADO, J.G.D.M.(1); - CEPEL(1);
Perguntas e respostas:
A) No Mundo e no Brasil, em projetos e empreendimentos de Geração Distribuída que tipos de tecnologias de armazenamento energético têm sido mais utilizadas?
A maioria dos projetos não contempla o armazenamento, env olv endo apenas a ligação direta do sistema de geração com os consumidores ou sua conexão à rede
elétrica. Atualmente, nos empreendimentos onde o armazenamento energético tem sido considerado (em geral, quando a geração é de menor porte e/ou base renov áv el),
as baterias são o principal tipo de armazenadores empregados, com destaque para as baterias de Na/S, Pb-ácidas, NiCd e Li-íon. Já os supercapacitores têm aparecido
em situações nas quais a alta potência específ ica é necessária. Projetos de demonstração que utilizam células a combustív el e hidrogênio têm aparecido na América do
Norte, Europa, Japão e Coréia do Sul. À medida que os sistemas de geração aumentam em tamanho o armazenamento em ar comprimido e em bombeamento de água
se tornam dominantes, mas, em geral, deslocando-se das aplicações de geração distribuída. No Brasil praticamente só existem iniciativ as de estudos de sistemas de
pequeno porte (principalmente geração f otov oltaica) f azendo uso de baterias conv encionais.
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B) Quanto ao armazenamento de energia sob a f orma de hidrogênio, quais os principais desaf ios?
Os principais desaf ios são a redução de custos do binômio geração-armazenamento do hidrogênio e, em f unção da sua relativ a baixa densidade v olumétrica de energia,
o incremento da densidade (v olumétrica e grav imétrica) de armazenamento de hidrogênio com simultânea otimização de sua ef iciência energética, seja por métodos de
compressão, criogênicos ou de imobilização em estruturas sólidas; bem como o aumento da durabilidade dos materiais e componentes dos sistemas de armazenamento.
C) Quais são os principais desenv olv imentos na área de armazenamento de energia elétrica? Como eles têm contribuído para a redução de custos dos sistemas de
armazenamento?
Atualmente, os principais desenv olv imentos estão relacionados ao aperf eiçoamento de baterias (principalmente de Li-íon, de Na/S, de Na-NiCl2) e ao desenv olv imento
de nov os sistemas (principalmente baterias de f luxo), bem como às ativ idades de P&D em geração e armazenamento de hidrogênio (principalmente na obtenção de
nov os materiais para armazenamento), ao desenv olv imento de supercapacitores e na otimização energética. Uma v ez que, nessas div ersas tecnologias, se procura
incrementar a densidade de energia armazenada, otimizar a ef iciência dos processos de armazenamento e liberação de energia, bem como a durabilidade dos materiais,
dessa f orma acaba-se por reduzir o custo específ ico da energia armazenada.
3.14 - METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO DE AEROGERADORES DE PEQUENO PORTE PARA CERTIFICAÇÃO NO PROGRAMA BRASILEIRO DE ETIQUETAGEM
AZEVEDO, P.A.D.A.(1);PESSANHA,
RJ(4);UERJ(5);
J.F.M.(2);SOUZA,
M.C.L.(3);BICALHO,
J.R.S.(4);Peres,
L.A.P.(5);
-
CEFET-RJ(1);CEPEL(2);COPPE/UFRJ(3);CEFET-
kWaté O Brasil é um mercado promissor e pouco eo uso explorado no uso de aerogeradores de pequeno porte. Com a aprov ação da resolução normativ a nº 482/2012
aumenta o interesse dos consumidores rurais e residenciais na sua utilização. Com isso surge a necessidade de classif icar esses produtos quanto a sua ef iciência
energética. Neste trabalho é proposta uma metodologia para a criação de um ciclo de teste baseado nos perf is típicos do comportamento diário da v elocidade de v ento.
Esses perf is serão reproduzidos, com auxílio de túnel de v ento, onde os aerogeradores de até 1kW serão testados, em laboratório, para certif icação.
Perguntas e respostas:
A) Mesmo ainda incipiente no Brasil, o mercado de aerogeradores de pequeno porte possui uma importante oportunidade de expansão. Com a presença de poucos
f abricantes nacionais, v ocê considera necessário que todos os modelos importados dev am ser etiquetadas tal qual acontece com módulos f otov oltaicos?
Sim, pois a etiquetagem garante que o produto atenda a requisitos mínimos de qualidade e de segurança, além de dif icultar a penetração do mercado por produtos
piratas, pois o consumidor terá parâmetros de escolha e melhor v isualização do produto. Não podemos esquecer que este é um produto promissor, cujas v endas
crescem a cada ano nos países onde há uma conscientização quanto ao uso e consumo de energia e o Brasil caminha para o mesmo f oco.
B) A necessidade de etiquetagem dos aerogeradores nacionais ou importados é uma ev olução natural principalmente com a iniciativ a da Resolução Normativ a nº 485
que espera-se dar um impulso neste mercado. Na sua opinião, neste momento, o processo de certif icação não seria mais ef etiv o para a segurança do consumidor? A
certif icação, de alguma modo, não seria pré-requsito para etiquetagem?
Sim, com certeza a certif icação é pré-requisito para a etiquetagem. A certif icação não só of erece mais segurança ao consumidor como também atende aos artigos 18 e
20 do Código de Def esa do Consumidor e torna o mercado mais competitiv o, pois f abricantes nacionais e internacionais terão que colocar no mercado produtos com
maior nív el de qualidade.
C) Ao usar a metodologia de agrupamento de perf is diários de v elocidade a partir de dados medidos, não f icou claro como esta inf ormação inf luenciaria na etiquetagem
em si? Caso a proposta seja da utilização do método, este não daria um caráter regional aos testes tendo em v ista que os dados de v ento utilizados para o perf il ref erese a uma localidade? Como o resultado f inal da etiquetagem poderia ser v álido para qualquer perf il de v ento?
O v ento possui características estocásticas, porém quando se testa aerogeradores de f abricantes dif erentes para um mesmo ciclo de v ento, obtém-se como resultado o
rendimento de cada produto, cujos v alores serão dif erentes. Esses resultados terão certif icações com classif icações dif erentes, sempre considerando um mesmo ciclo
de teste, como é f eito hoje com v eículos automotores quando são testados em ciclos que simulam cidades e estradas. Na classif icação, desta f orma, obv iamente o
consumidor escolheria aquele que f orneceu o melhor rendimento para uma determinada condição de v ento qualquer, porém há a possibilidade da certif icação atender a
requisitos regionais, v isto que isso daria mais v isibilidade ao consumidor, pois ele poderia av aliar se aquele produto atende a localidade onde ele reside. Durante o teste
é possív el v erif icar se o produto gera energia suf iciente em horário de grande demanda. Colocar ou não a certif icação ligada a requisitos regionais é mais uma questão
de política pública com os organismos de certif icação como o INMETRO do que propriamente uma barreira tecnológica, pois os perf is diários de v ento podem ser obtidos
f acilmente em qualquer localidade, seja por um aeroporto de pequeno porte, estação meteorológica local, medição intencional ou outro modo qualquer.
3.15 - MEDIDAS OPERATIVAS PARA EVITAR RISCO DE AUTOEXCITAÇÃO EM CENTRAIS DE GERAÇÃO EÓLICA COM AEROGERADORES ASSÍNCRONOS DIRETAMENTE CONECTADOS
SENA, D..J.G.D.(1);RAMOS, A.J.P.(1); - ANDESA(1);
Com a entrada em operação das Centrais de Geração Eólica (CGE) A e B na Rede Básica, f oram realizados estudos de transitórios eletromagnéticos utilizando o
programa ATP (Alternativ e Transients Program) para av aliar os impactos sobre o sistema elétrico decorrente da operação dessas CGE. O presente trabalho apresenta
análise de alguns ev entos onde a ocorrência de sobref requência transitória proporciona condições f av oráv eis ao surgimento do f enômeno de autoexcitação dos
aerogeradores assíncronos diretamente conectados das CGE.
Perguntas e respostas:
A) Considerando-se a solução de bloqueio dos módulos de capacitores internos dos aerogeradores, que passaram a operar na f aixa indutiv a, não se estudou nenhuma
outra alternativ a que compensasse as elev adas solicitações de potência reativ a, sem prov ocar nov amente o f enômeno de autoexcitação?
Não f oram estudadas outras alternativ as , pois a solução adotada é extremamente simples, de baixo custo e aplicação imediata.
B) No Brasil ou no exterior, existem outros casos, semelhantes ao estudado, que sejam de conhecimento dos autores? Em caso positiv o, f oram ef etuados estudos
utilizando a mesma metodologia adotada e f oi indicada a mesma solução?
As ref erências [2] e [3] registram o f enômeno de autoexcitação ocorrida anteriormente no sistema brasileiro e internacional, respectiv amente.
C) Para análise de sistemas de potência, além do ATP (Alternativ e Transients Program), existem no mercado v ários sof twares comerciais e outros não comerciais, tais
como AMES, DCOPFJ, Dome, Elplek, InterPSS, MatDy n, MATPOWER, OpenDSS, PSAT, TEFTS e UWPFLOW? Para complementação, comparação e/ou v alidação de
análises f eitas atrav és do ATP, quais seriam os mais indicados?
Não conhecemos os SOFTWARE apontados de f orma que não temos condições de saber qual seria o mais indicado.
3.16 - MODELO ALTERNATIVO DE UM EMPILHAMENTO DE CÉLULAS A COMBUSTÍVEL DO TIPO PEM BASEADO EM REDE NEURAL RECORRENTE PARA APLICAÇÕES DE
CONTROLE EM TEMPO REAL
LOPES, F.D.C.(1);WATANABE, E.H.(2);ROLIM, L.G.B.(2);FURTADO, J.G.D.M.(1); - CEPEL(1);UFRJ(2);
Perguntas e respostas:
A) Frente a outras abordagens de modelagem e simulação, quais as v antagens e as desv antagens de se modelar e estudar o comportamento de células a combustív el
utilizando redes neurais?
Uma das principais v antagens das redes neurais é que estas permitem o desenv olv imento de um modelo de acordo com a aplicação/necessidade. Como exemplo, citase um modelo de predição de potência para o empilhamento PEM. Outro exemplo seria o uso do modelo neural acoplado a um controlador v isando maximizar a ef iciência
do empilhamento em tempo real. A desv antagem das redes neurais é que estas necessitam, para a realização de seu treinamento, uma quantidade de dados
experimentais que abranja a f aixa de operação de interesse do equipamento, que pode ser grande em alguns casos. Muitas v ezes, é necessária a realização de v ários
experimentos e ensaios prolongados para aquisição de dados que representem bem o sistema.
B) Qual é o grau de especif icidade de um modelo obtido por redes neurais? Um modelo desenv olv ido a partir da experiência com um tipo de célula a combustív el poderia
prev er/reproduzir o comportamento de um sistema semelhante (mesma tecnologia, mas não igual)?
Sim, desde que o outro empilhamento de células a combustív el tenha a mesma potência nominal e mesmas características construtiv as, seja do mesmo f abricante e
esteja aproximadamente na mesma etapa da v ida útil que o primeiro, pois sabe-se que, conf orme a idade, uma célula a combustív el tende a apresentar queda no
desempenho. Caso haja dif erenças signif icativ as entre os empilhamentos, é necessária a "calibração" do modelo, isto é, alguns ajustes nos parâmetros da rede neural
dev em ser f eitos com dados do nov o empilhamento para que o modelo o represente adequadamente.
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C) Quais as principais aplicações que são v islumbradas para o modelo alternativ o desenv olv ido? Quais os típicos custos de desenv olv imento?
Dentre as principais aplicações, cita-se: - em uma aplicação estacionária isolada da rede (exemplo: f ornecimento de energia a torres de telecomunicação remotas), o
modelo é útil para prev er com precisão o interv alo de tempo entre as trocas dos cilindros de hidrogênio que alimentam as células a combustív el, ev itando assim v iagens
desnecessárias. - controle em tempo real da ef iciência, com o intuito de maximizar esta v ariáv el, objetiv ando em última análise a redução do consumo de hidrogênio. Os
custos dependem principalmente da aplicação f inal do modelo. Além dos custos do homem-hora do desenv olv edor (ou programador), existem os custos do sistema de
medição e aquisição de dados, se f or um modelo para uso remoto, e os custos relacionados à implementação do modelo em um dispositiv o eletrônico do tipo DSP ou
microcontrolador. Excetuando-se o v alor do homem-hora, que é v ariáv el, uma estimativ a de custo para o sistema seria da ordem de v inte mil reais.
3.17 - POSICIONAMENTO DE AEROGERADORES EM PARQUES EÓLICOS USANDO ALGORITMO GENÉTICO
FARIAS, B.(1);COUTO, T.G.D.(1);MORAIS, M.V.G.D.(1);DINIZ, A.C.G.C.(1);SANTOS, W.D.L.(2); - UNB(1);ANEEL(2);
ese
Perguntas e respostas:
A) Com base nos critérios utilizados para av aliação (v ariedade dos operadores de reprodução, adequabilidade dos resultados encontrados e f acilidade de conv ergência),
como f icou a comparação dos testes com os principais métodos de otimização disponív eis no modeFRONTIER que lev ou à escolha do Multiobjectiv e Genetic Algorithm
II (MOGA-II)?
Foram comparados 4 métodos de otimização seguindo esses critérios de otimização, o Multiobjectiv e Genetic Algorithm II (MOGA-II), o Non-dominated Sorting Genetic
Alrithm II (NSGA-II), o Adaptiv e Range Multiobjectiv e Genetic Algorithm (ARMOGA) e o Multiobjectiv e Particle Swarm Optimization (MOPSO). Para que f ossem melhor
comparados f oi f eita uma matriz decisão onde pesos f oram associados a cada um dos critérios e notas de 1 a 5 f oram dadas para cada um, sendo assim as notas de
cada critério associado a cada método de otimização f oi multiplicado pelo peso e no f inal f oram somadas todas as notas para v er qual teria o melhor desempenho geral.
No critério Facilidade de conv ergência o que obtev e melhor resultado f oi o NSGA-II, na adequabilidade dos resultados o melhor f oi o MOGA-II e na v ariedade de
operadores, nov amente o critério NSGA-II se mostrou mais ef iciente, no entanto como o peso associado à adequabilidade dos resultados era maior que nos outros dois
critérios o MOGA-II se mostrou a melhor opção para o uso nessa situação.
B) Visto que o ACP (Algoritmo de Cálculo da Produção Energética) proposto no IT é simplif icado para condições estáv eis de v ento, num terreno perf eitamente plano, de
rugosidade unif orme, como f icariam os resultados de sua aplicação numa região litorânea, se comparados com aqueles obtidos para o interior da Bahia, onde a orograf ia
é bem mais complexa?
A rugosidade e a presença de obstáculos def inem diretamente o perf il de escoamento do v ento no local e a intensidade de turbulência, sendo assim a orograf ia do local
def ine o quão rápido o escoamento irá recuperar a sua f orma inicial. Sabendo isso podemos inf erir que quanto mais complexa a orograf ia do local menor será a
propagação do escoamento turbulento e mais rápida será a recuperação do escoamento turbulento à sua f orma de escoamento liv re permitindo que as turbinas possam
f icar mais próximas umas das outras e os espaço ser melhor aprov eitado.
C) Qual é o impacto para o nív el de probabilidade P90 (baseada em uma estimativ a para 20 anos de operação) da dif erença de FC (Fator de Capacidade) 1,8% maior no
sof tware WindFarmer em relação ao resultado do ACOP (ACP acoplado à f erramenta de otimização por Algoritmo Genético/modeFRONTIER)?
A relação do nív el de probabilidade P90 está muito mais relacionada com a qualidade e conf iabilidade dos dados de medição do v ento no local do que com o próprio
algoritmo, af inal essa medição tem que ser precisa o suf iciente para que quando os dados sejam inseridos no sof tware o mesmo possa trabalhar de f orma a aprov eitar a
região onde a ocorrência de v elocidades mais altas seja mais f requente. Mas f azendo alguns cálculos básicos podemos f azer um comparativ o da produção pelo
WindFarmer e pelo ACOP em 20 anos e av aliar a dif erença de produtiv idade. Para o Fator de Capacidade de 56% no ACOP e 57,8% no WindFarmer (calculo para 1
ano). Se seu parque tem potência instalada de 30 MW, estaria gerando 16,8 MW segundo o ACOP e 17,34 MW segundo o WindFarmer. Como o Fator de Capacidade é
calculado para um ano e é em MWh, a capacidade de produção instalada do parque é de 30*8760 = 262.800 MWh (por ano). Assim, para 56% -> 147.168 MWh e para
57,8% -> 151.898,4 MWh (dentro de 1 ano). Consequentemente, a dif erença de produção em um ano será de 151.898,4 - 147.168 = 4.730,4 MWh. Em 20 anos, a
dif erença será de 20*4.730,4 = 94.608 MWh.
3.18 - AVALIAÇÃO TÉCNICO-ECONÔMICA DE UM PROJETO HÍBRIDO TERMOSOLAR-BIOMASSA
SODRE, E.D.A.(1);NETO, A.C.(1); - CHESF(1);
Este artigo tem o objetiv o de av aliar a v iabilidade técnica e econômico-f inanceira de um Projeto Heliotérmico Híbrido com campo termossolar e biomassa. Para a
consecução dessa ativ idade, f oram considerados v alores técnicos e econômicos típicos, incluindo uma av aliação econômico-f inanceira de um f luxo de caixa por 25
anos, com uma análise estocástica da geração anual de energia, utilizando o sof tware SAM (Sy stem Adv isor Model) do NREL. O empreendimento heliotérmico é uma
planta híbrida que utiliza tecnologia de concentradores cilindro-parábola, para o campo solar óptico, integrados a uma planta de biomassa, utilizada tanto como backup,
quanto para ampliação do f ator de capacidade.
Perguntas e respostas:
A) Quais as ref erência para os custos apresentados de inv estimento 6.000 R$/kWe e de biomassa 20 R$/ton e para a ef iciência térmica do ciclo rankine 30,66%? O
custo de inv estimento inclui o bloco de potência e a caldeira de biomassa?
O custo de inv estimento f oi obtido a partir de dados de inv estidores que procuraram a Chesf para parceria em projetos de plantas heliotérmicas híbridas com biomassa.
O custo de inv estimento inclui a planta solar, a caldeira de biomassa e o bloco de potência. Com relação a dados de f abricantes existem plantas térmicas em ciclo
Rankine que operam com ef iciências que podem v ariar de 35 a 40%, a dsepender da tecnologia empregada.
B) O f luxo de massa de biomassa apresentado na Tabela 2 corresponde ao f luxo médio anual ou à capacidade da caldeirade biomassa ?
Esse f luxo de massa é aquele necessário para que a planta térmica produza uma potência de 30 MW, calculado para a condição de operação "on-design" da planta
térmica.
C) Qual o tipo de biomassa considerado? Ele se encontra disponív el na região do nordeste brasileiro?
Considerou-se o uso de resíduos da cultura da cana-de-açúcar (bagaço, palhas e pontas) bastante presente no nordeste brasileiro.
3.19 - PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA EM CÉLULAS A COMBUSTÍVEL NA USINA DE ITAIPU
MIGUEL, M.(1);BOTTON, J.P.(2); - ITAIPU(1);UNILA(2);
RESUMO
O elev ado potencial hídrico do Brasil f az com que a maior parte da energia elétrica seja produzida por usinas hidrelétricas. Nesse contexto está a Itaipu
Binacional com capacidade de produção de XX atendendo o mercado consumidor do Brasil e Paraguai. A energia elétrica não pode ser armazenada em grandes
quantidades, pois necessita de dispositiv os como baterias que utilizam componentes poluentes ao meio ambiente. Assim, existe uma programação de geração de
energia em uma usina, com a f inalidade de atender instantaneamente a demanda de energia, em horários de pico e f ora de pico. Pelo f ato da impossibilidade de
armazenamento dessa energia, em épocas de grande v olume de chuv as, parte da água do reserv atório da Usina necessita ser liberada sem passar pela turbina. Pode-se
dizer que essa energia é desperdiçada. Visando a possibilidade de se aumentar a capacidade de produção de energia elétrica pela usina e utilizar toda a água que passa
pelo reserv atório nessa geração, a Itaipu Binacional criou o projeto de produção de hidrogênio juntamente com os parceiros Eletrobrás e Fundação Parque Tecnológico
Itaipu. O hidrogênio possui elev ada capacidade de armazenamento de energia e o mesmo pode ser estocado na f orma gasosa ou líquida para posterior utilização. Esse
trabalho mostra a possibilidade de armazenamento de energia elétrica na f orma de hidrogênio para utilização em células a combustív el que podem ser usadas, por
exemplo, em v eículos buscando a substituição dos combustív eis f ósseis e mostrando a capacidade da Itaipu em aumentar sua produção de energia elétrica.
PALAVRAS-CHAVE Produção de hidrogênio, usinas hidrelétricas, ef iciência energética, desenv olv imento sustentáv el.
Perguntas e respostas:
A) Quais as tecnologias de eletrólise da água, de armazenamento de hidrogênio e de sua conv ersão em energia elétrica estão prev istas para emprego na planta
experimental do Parque Tecnológico Itaipu? Serão av aliadas dif erentes alternativ as (p. ex., tipos de armazenamento e de células a combustív el)?
Para a eletrólise da água, a tecnologia que ganhou a nossa licitação f oi da H2Nitidor para 10 Nm3/h. Para conv ersão em energia elétrica está sendo licitada uma célula
PEM de 5 kW. O armazenamento será gasoso em tanques para 800 Nm3 a 350 bar.
B) Como se daria a f utura integração da planta de produção e armazenamento de hidrogênio com os v eículos elétricos na área da Usina de Itaipu e na cidade de Foz do
Iguaçu? Quais os desaf ios em termos de distribuição e logística? E a competição entre v eículos elétricos somente com baterias (abastecidos com energia elétrica) e
com células a combustív el (abastecidos com hidrogênio)?
A integração da planta atual f oi dimensionada para 2 ônibus e 2 v eículos lev es para testes. O abastecimento em maior escala v ai ser dimensionado de acordo com os
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estudos prev istos nesta etapa experimental. Com relação aos v eículos elétricos, o uso do hidrogênio será complementar, para aumentar a autonomia dos v eículos, pois
a atual puramente a bateria atingiu apenas um máximo de 137 km. Já com células a combustív el para uso v eicular, poderemos dimensionar para alcances maiores.
C) No âmbito do projeto f oram ef etuadas análises econômicas? Quais seriam os custos de produção do hidrogênio, seu armazenamento e transporte? E da energia
elétrica gerada a partir desse hidrogênio? Quais as perspectiv as de custos para o consumidor f inal?
Foram ef etuadas muitas simulações e análises econômicas com resultados muito v ariados dev idas às v ariáv eis possív eis de produção e uso. Estes estudos f azem
parte do escopo do Projeto Hidrogênio da Itaipu e seus resultados f azem parte do produto que temos como meta obter para div ulgar em f uturos artigos técnicos e
direcionar os próximos passos do nosso programa do hidrogênio.
3.20 - O PROJETO DE DEMONSTRAÇÃO DO CEPEL: UMA AVALIAÇÃO ACERCA DA INSERÇÃO DA GERAÇÃO DE ENERGIA COM CÉLULAS A COMBUSTÍVEL NO SETOR ELÉTRICO
BRASILEIRO
FURTADO, J.G.D.M.(1);NETO, A.C.(2);SERRA, E.T.(1); - CEPEL(1);CHESF(2);
Este trabalho apresenta os principais resultados de um projeto de demonstração, pioneiro no âmbito do setor elétrico brasileiro, env olv endo a construção, instalação,
operação e av aliação de um sistema de cogeração de energia de baseado em células a combustív el e, com base nesta experiência, desenv olv e uma análise acerca da
inserção das células a combustív el em aplicações no setor elétrico nacional. Na primeira parte do trabalho são apresentados os principais resultados acerca do
desempenho energético do sistema de geração ao longo do período que v ai de 2004 até 2012 e, na segunda parte, são desenv olv idas análises técnico-econômicas com
f oco no cenário nacional.
Perguntas e respostas:
A) Quais f oram os objetiv os do projeto de demonstração do Cepel? Eles f oram alcançados? Quais f oram os principais desaf ios e análises desenv olv idas? Como o
projeto do Cepel se insere no cenário nacional?
Os objetiv os do projeto f oram projetar, construir, operar, integrar, av aliar e otimizar o desempenho, a ef iciência, a durabilidade, o nív el de emissões, e a qualidade da
energia gerada por um sistema de Geração Distribuída (GD) f ormado por uma célula a combustív el do tipo membrana polimérica trocadora de prótons (PEMFC, do inglês
proton exchange membrane f uel cell) com potência elétrica nominal de 5 kW e um ref ormador de gás natural (para produção local de hidrogênio) capaz de atender a
cargas elétricas e térmicas residenciais e pequenas cargas comerciais, incluindo acompanhamento de carga, em um ambiente de GD, operando de f orma isolada (stand
alone) ou conectado à rede elétrica (grid connected). Desse conjunto de objetiv os pode-se considerar que apenas a questão da integração f oi parcialmente atendida, em
f unção das dif iculdades encontradas para modif icar os sistemas de automação e controle do ref ormador. Este aspecto f oi assim o principal desaf io enf rentado, outros
f oram a manutenção dos equipamentos (principalmente do ref ormador), bem como a otimização energética do sistema de geração. O projeto do Cepel com sistemas
PEMFC de 5 kW f oi pioneiro no âmbito do setor elétrico brasileiro, sendo da mesma época da iniciativ a da COPEL com as células a combustív el de ácido f osf órico
(PAFC) num segmento de maior potência. Ainda hoje, no cenário nacional, são muito poucos os projetos de demonstração env olv endo essas tecnologias, ao passo que
em âmbito mundial existem div ersos projetos com sistemas PEMFC, correspondendo a 75 MW em potência instalada (dados de 2012).
B) Quais seriam os nichos de entrada para as células a combustív el no Brasil? Como isso se compara com o que tem ocorrido nos principais mercados (América do
Norte, Europa, China, Coréia do Sul, Japão)?
As células a combustív el (CaC) têm merecido amplo destaque em f unção da elev ada ef iciência de geração e de possibilitarem redução na emissão de poluentes.
Essencialmente, excetuando-se alguns produtos do mercado de portáteis, em escala mundial, as CaC ainda se encontram em estágio de pesquisa e desenv olv imento,
apresentando algumas unidades pré-comerciais e em projetos de demonstração. As aplicações estacionárias como componente de sistemas de suprimento energético de
segurança (back-up, UPS) e em estações de telecomunicações têm sido apontados como os principais nichos de entrada das tecnologias de CaC (principalmente em
f unção dos menores custos env olv idos), particularmente das PEMFC, que se encontram num estágio mais av ançado de desenv olv imento. Além disso, os sistemas
PEMFC têm sido usados em div ersos projetos de ônibus urbanos e permanece o interesse da indústria automobilística para uso em automóv eis. No Brasil, essas
tendências também têm se mostrado v álidas; contudo o número de projetos e empreendimentos é muito menor. Para sistemas de geração e cogeração, em escala
mundial, além das PEMFC, as CaC de carbonatos f undidos (MCFC), as CaC de ácido f osf órico (PAFC) e as CaC de óxido sólido (SOFC) também têm sido
consideradas em div ersos projetos de demonstração; principalmente as duas primeiras (PEMFC e MCFC) as quais perf azem cerca de 84% da potência instalada (dados
de 2012).
C) Que tipos de células a combustív el são mais adequadas para os dif erentes mercados (estacionário, v eicular, portáteis) e aplicações (geração distribuída, suprimento
emergencial, etc.)?
As PEMFC apresentam uma ampla f aixa de aplicação, desde o mercado de portáteis (5 W – 1 kW) até a geração estacionária (0,5 – 400 kW), passando pelas
aplicações em transportes (1 – 100 kW). No mercado estacionário as PEMFC concorrem com sistemas PAFC, SOFC e MCFC, as quais, em geral, são mais adequadas
para sistemas de cogeração (principalmente as MCFC e as SOFC), pois trabalham em temperaturas mais elev adas (possibilitam melhor aprov eitamento do rejeito
térmico). Para aplicações estacionárias de grande porte as MCFC predominam, com plantas de 300 kW até 3 MW. Nos últimos anos as SOFC também têm aparecido no
mercado estacionário com sistemas na f aixa de 50 a 200 kW. No setor de transportes atualmente ocorre o domínio da tecnologia PEMFC e no segmento de portáteis
têm-se as PEMFC e as DMFC (também com eletrólito polimérico, mas alimentadas diretamente com metanol).
3.21 - ESTUDO DE VIABILIDADE PARA UMA USINA FOTOVOLTAICA DE MINIGERAÇÃO DISTRIBUÍDA CONECTADA À REDE ELÉTRICA
LANDEIRA, J.L.F.(1);SIFFERT, J.R.R.(1);MITIDIERI, M.F.(1);OLIVEIRA, R.M.D.(1); - PROMON(1);
Embora no PDE-2021(1), a f onte solar f otov oltaica não ocupe, no horizonte das prev isões, um papel relev ante na matriz nacional, com a promulgação das Resoluções
481 e 482 da ANEEL v islumbra-se um grande cenário de possibilidades para este tipo de f onte, que conta inclusiv e com um cenário global bastante f av oráv el. O
presente inf orme técnico v em justamente apresentar esse cenário econômico e discutir a v iabilidade, atrav és de um estudo de caso, de uma planta solar f otov oltaica de
minigeração(<100 kW) na cidade do Rio de Janeiro para um cliente do tipo A4-Conv encional à luz dessas resoluções.
Perguntas e respostas:
A) Nas características da planta, não há indicação se os painéis estão instalados no chão ou no telhado de prédios ou estruturas. Esta dif erença de posicionamento seria
muito impactante numa análise de sensibilidade?
A planta considerada neste estudo está instalada na conf iguração de estruturas metálicas aplicadas a estacionamentos. Embora exista alguma mudança nos parâmetros
da simulação, como a temperatura ambiente e o f ator de Albedo, ambos não são f atores determinantes na análise de sensibilidade.
B) Na análise de v iabilidade, não há indicação de v alores de OPEX (Operational Expenditure). Como eles f oram tratados, tendo em v ista que, tipicamente, o custo de
O&M f ixo anual é considerado igual a 1% do inv estimento inicial?
O objetiv o do inf orme era f azer a conta mais simples possív el (pay back não descontado) de f orma a obter uma análise imediata sobre a v iabilidade das plantas
f otov oltaicas conectadas à rede. Tendo isso em v ista, o v alor mencionado não f oi utilizado. Em uma análise onde o f luxo de caixa como um todo f osse analisado, no
qual constariam não somente a O&M, mas também a degradação dos painéis ao longo da v ida útil da instalação, o resultado do tempo de retorno do inv estimento seria
ainda pior do que o retratado no inf orme.
C) Considerando-se a atual redução de preços de equipamentos no mercado internacional, ainda são v iáv eis incentiv os do gov erno para ampliar a cadeia produtiv a no
país? Qual é a expectativ a de custo de inv estimento nas usinas f otov oltaicas, caso o crescimento do mercado nacional possibilite ganhos de escala nesta cadeia?
Algumas rev istas especializadas acreditam que os preços não dev em mais apresentar grandes quedas como nos últimos 2 ou 3 anos. As empresas menos preparadas
estão f alindo e as margens têm se tornado muito pequenas. Acredito que a maior competitiv idade da indústria nacional esteja nos inv ersores e nas estruturas metálicas.
Os incentiv os seriam melhor aplicados na v iabilização da f onte no país como um todo do que em uma produção nacional de painéis, a qual teria muitas dif iculdades em
competir com a escala e qualidade dos produtos chineses, por exemplo. Para se ter uma ideia do ganho em inv estimento, os cálculos mostram que em relação ao preço
Free on Board, 34,4% para os painéis e 57,3% para os inv ersores são acrescidos em impostos (de internalização ou não).
3.22 - CONEXÃO NA REDE ELÉTRICA DE UM MICRO INVERSOR PARA GERAÇÃO FOTOVOLTAICA DE ENERGIA ELÉTRICA
OLIVEIRA,
L.R.D.(1);FILHO,
SOLAR(4);FEEC/UNICAMP(5);
P.S.N.(2);VILLALVA,
M.G.(3);GAZOLI,
J.R.(4);FILHO,
E.R.(5);
-
UNICAMP(1);UNICAMP(2);UNICAMP(3);EUDORA
Os sistemas f otov oltaicos de geração distribuída serão disseminados no Brasil com a recente aprov ação da resolução da ANEEL que regulamenta e incentiv a a micro
e a minigeração para autoprodutores de energia. Entretanto, painéis solares f otov oltaicos (PV) comerciais geram uma tensão contínua que v aria entre 20 e 50V; sendo
necessário, portanto, a adequação da tensão do painel com a tensão da rede elétrica de distribuição, na qual ele será conectado. Para isso, utiliza-se conv ersores de
eletrônica de potência para que haja a perf eita adequação da energia gerada pelos painéis f otov oltaicos com a rede de distribuição de energia elétrica.
Perguntas e respostas:
www.bvr.com.br/snptee/sistema/xxiisnptee/adm/gerarRep.php
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REP
A) Após a v alidação do modelo no ambiente Matlab – Simulink, será desenv olv ido algum tipo de experimento aplicando o micro inv ersor e o sistema de controle que
f oram modelados?
Sim, o experimento já está f uncionando ! As técnicas utilizadas já se encontram em ativ idade e resultados experimentais passaram a ser coletados durante os meses de
junho e julho. O micro inv ersor utilizado f oi totalmente desenv olv ido no Laboratório de Eletrônica de Potência (LEPO) da UNICAMP. Os resultados experimentais serão
apresentados por ocasião da apresentação do trabalho.
B) Qual é a ef iciência teoricamente estimada para o micro inv ersor que f oi modelado?
A ef iciência do microinv ersor é de cerca de 92%. É importante esclarecer que rendimentos acima de 90% são considerados bons para conv ersores eletrônicos para
geração f otov oltaica
C) Quais são as dif iculdades práticas para se alcançar na indústria brasileira a ef iciência dos conv ersores comercializados no mercado mundial (entre 94% e 98%)?
As maiores dif iculdades estão relacionadas ao preço dos componentes utilizados para a conf ecção dos conv ersores e a ausência de certos componentes no mercado
brasileiro, obrigando o projetista a comprar componentes no exterior. Há que se considerar também que, neste caso, o conv ersor em apreço f oi desenv olv ido numa
bancada de laboratório sem empregar processos industriais padronizados e automatizados. A presença de transf ormadores no projeto também contribui para a redução
do rendimento.
3.23 - AVALIAÇÃO DO IMPACTO DO AUMENTO DA PENETRAÇÃO DE GERADORES FOTOVOLTAICOS EM MICROGRIDS ISOLADAS NA AMAZÔNIA
GONÇALVES, C.(1);VIEIRA, J.P.A.(1);TOSTES, M.E.D.L.(1);BEZERRA, U.H.(1);VIEIRA, D.J.A.(1);BERNARDES, B.C.(1); - UFPA(1);
Perguntas e respostas:
A) Foi identif icado que uma penetrações superiores a 80% seriam prejudiciais ao sistema. De uma f orma geral qual seria o nív el máximo permitido sem comprometer o
sistema diesel já instalado? É possív el estimar este número ou cada caso é um caso em especial?
Na literatura técnica consultada não existe a indicação de um percentual máximo para a penetração da GD FV, porém, a decisão de adotar uma margem de segurança,
ao estabelecer o limite de penetração da GFV em torno de 80% decorre de: a) os resultados obtidos indicaram que em alguns pontos da rede de teste hav ia tendência de
ocorrer sobretensão; b) o consumo de combustív el torna-se muito elev ado para geradores a diesel com carga reduzida; e c) ev itar possív eis prejuízos operacionais do
conjunto motor-gerador a diesel.
B) De que tipo de impacto o uso de baterias poderia inf luenciar nos resultados obtidos? Poderia hav er algum ganho no índice de penetração na rede (dentro dos nív eis
de segurança apontados no artigo) uma v ez introduzido uma f onte de armazenamento?
Os autores acreditam que o impacto do uso de baterias pode inf luenciar positiv amente nos resultados, considerando que hav eria o atendimento de consumidores nas
horas sem Sol, assim como melhoria de tensão na rede e redução da participação da geração a diesel. Porém, hav erá aumento nos inv estimentos, não só dev ido as
baterias, mas, também, dev ido ao carregador das mesmas. Em estudos preliminares realizados f oi projetado um carregador solar específ ico para as baterias e, além
desse gerador, há necessidade de um adequado controle para que as baterias iniciem a descarga para o inv ersor/consumidor a partir de determinado horário, por
exemplo, às 18 horas, e a saída das mesmas do sistema, por exemplo, às 7 horas.
C) O trabalho apresentado utiliza um modelo de módulo f otov otaico (PLUTO 245-Wde) e não descrev e um modelo de inv ersor. Para a análise apresentada o inv ersor é
tratado como f onte ideal? NO caso do uso de um inv ersor real, a impacto na rede traria mais restrições para o percentual de penetração de sistemas f otov oltaicos na
rede?
Sim, o inv ersor é tratado como f onte ideal, pois os estudos f oram realizados em regime permanente, porém, em outro cenário de estudo, f oram desenv olv idos modelos
de GFV e do inv ersor considerando-se distribuições de potências do inv ersor em f unção da radiação solar e temperatura ambiente (sombreamento não), o que permite a
av aliação hora a hora dos impactos na rede e, com um controle centralizado e adequado dos geradores FVs na rede, apesar de não terem sido realizadas simulações
neste sentido, um modelo de inv ersor real inserido na rede não traria mais restrições signif icativ as no que diz respeito ao percentual de penetração estabelecido, haja
v ista que acreditamos a margem de segurança aplicada (20%) é o suf iciente para a operacionalidade das f ontes do sistema (GD FV e geração conv encional).
3.24 - INSERÇÃO DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA NA REDE INTELIGENTE DE PARINTINS COM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
CASTRO, M.R.V.D.(1);ROCHA, M.S.(1);OLIVIERI, M.M.D.A.(1);VISCONTI, I.F.(2);KLAUS, W.(1);FONSECA, E.F.(1);SOUZA, S.M.D.(1);GALDINO, M.A.(2);BORGES,
E.L.D.P.(1);SILVA, I.W.F.D.(1);LIMA, A.A.N.(1);CARVALHO, C.M.D.(1); - ELETROBRAS(1);CEPEL(2);
Este trabalho tem como objetiv o apresentar o planejamento da inserção de geração distribuída no projeto de Smart Grid (rede inteligente) de Parintins, f azendo uso de
energia f otov oltaica. São apresentados conceitos gerais sobre o impacto de geração distribuída em redes inteligentes atrav és da análise de bibliograf ia sobre o tema. É
f eita uma descrição do projeto de pesquisa e desenv olv imento, no âmbito da ANEEL, de rede inteligente em Parintins, com histórico; contextualização geográf ica e
dados técnicos, considerando a rede de telecomunicações, bem como o sistema de medição inteligente que estão em f ase de instalação em Parintins.
Perguntas e respostas:
A) Como a concepção de “Smart Grid” pode se associar às tecnologias de Geração Distribuída de f orma a otimizar a qualidade e a conf iabilidade da energia elétrica?
De acordo com o documento da CGEE “ Redes elétricas inteligentes: contexto nacional”, a partir da v isão do Smart Grid, a geração distribuída assume o papel de
proporcionar maior autonomia ao consumidor de energia elétrica. O consumidor terá um maior grau de liberdade no gerenciamento da sua conta de energia. Em v ez de
apenas economizar, ele poderá f ornecer energia para rede elétrica e dependendo da quantidade poderá v ender essa energia no mercado de energia. Há div ersas
v antagens atribuídas a integração da geração distribuída, como: maior disponibilidade de energia para o consumidor, menores perdas de transmissão e distribuição,
menor impacto ambiental quando prov enientes de f ontes renov áv eis de energia, redução no carregamento das redes, maior v ariedade na matriz energética e
possibilidade de expansão do sistema em locais onde os recursos são limitados. Entre as dif iculdades na integração da geração distribuída são apontadas: o aumento na
complexidade de operação da rede dev ido ao f luxo bidirecional; necessidade de mudanças nos procedimentos de segurança das distribuidoras (prev enção contra
ilhamentos e maior segurança na manutenção das redes); controle de tensão ao longo do alimentador, principalmente nos períodos de carga lev e; aumento da distorção
harmônica na rede e de desequilíbrios na rede; intermitência de geração dev ido as f ontes estocásticas ou a disponibilidade de insumo energético primário. Conf orme
cada v ez mais o incremento de Geração Distribuída se tornar realidade, maior o impacto na rede por causa da interação das div ersas f ontes indiv iduias de geração
espalhadas nela. Soluções de sensoriamento e monitoramento inteligentes integradas a uma rede de telecomunicações entre os dispositiv os de operação/proteção e
entre estes e o superv isório da distribuidora serão cada v ez mais necessárias. As distribuidoras necessitarão de sistemas inteligentes de gerenciamento da distribuição
(DMS) para seus centros de operação, com processamento inteligente de alarmes e aplicações de gerenciamento de carga, que serão capazes de operar a rede de f orma
segura mesmo com uma grande quantidade de gerações distribuídas. O DMS também conseguirá otimizar a operação e despacho dos v ários tipos de geração: solar,
eólica, a biomassa etc. Além disso, também será capaz de otimizar a utilização de dispositiv os de armazenamento de energia durante os picos de demanda. Os dados da
rede dev erão ser analisados tanto da perspectiv a da geração como da carga, necessitando de estudos mais complexos de planejamento que examinam as múltiplas
contingências. A Geração Distribuída aumenta a importância do planejamento e operação em relação a disponibilidade e despacho de energia, f ator de capacidade,
capacidade de transmissão da energia, capacidade de controle de tensão e f reqüência. Geração com f ontes intermitentes tornam esse controle ainda mais complexo
dev ido à v ariabilidade da f onte de energia e por consequência da energia gerada, solicitando por isso o monitoramento e controle em tempo real. As inf ormações de
tempo real serão utilizadas para os estudos de planejamento da geração, expansão das redes e subestações, análises de load f low e outras análises dinâmicas, ou seja,
serão imprescindív eis nos estudos de planejamento de expansão e operação do sistema.
B) Qual o papel que sistemas de armazenamento energético podem desempenhar quando conjugados aos sistemas de Geração Distribuída no âmbito da concepção de
“Smart Grid”? Que tecnologias de armazenamento energético são contempladas no Projeto de Parintins?
Atualmente os sistemas de armazenamentos de energia utilizados na GD são os estacionários, como baterias e sistemas móv eis, como os carros elétricos em alguns
países. Para a matriz energética geral estão sendo estudadas nov as tecnologias de armazenamento em grandes capacidades como os Fly weel, supercapacitores,
grandes baterias de transf ormação química, etc. Segundo o artigo “Charge It”, (Fahimi et al, Power and Energy Magazine July /August 2011), os sistemas de
armazenamento energético associados a inv ersores podem mitigar o problema da intermitência e f lutuação de potência dos sistemas de geração distribuída renov áv el,
como eólica e f otov oltaica. Podem atuar também no equilíbrio das cargas em sistemas trif ásicos, ajudar a aliv iar o sistema de geração em horários de ponta, prov er
suporte de reativ os, aumentar margens de estabilidade e melhora de indicadores de qualidade. A integração de sistemas de armazenamento estacionários e móv eis,
principalmente na escala de armazenamento na ordem de MWh, pode dar origem a nov os sistemas de distribuição, onde controladores, associados a sensores de rede e
medidores inteligentes pode otimizar a operação da rede, proporcionando respostas mais adequadas dos armazenadores de energia. No caso de Parintins não está
prev ista a inclusão das tecnologias citadas anteriormente, entretanto por se tratar de um sistema isolado com geração diesel, os sistemas f otov oltaicos irão reduzir o
consumo de diesel que não deixa de ser uma f orma de armazenamento de energia.
C) Quais as principais barreiras (técnicas, regulatórias, normativ as) à implantação e disseminação de projetos/empreendimentos de “Smart Grid” no Brasil?
www.bvr.com.br/snptee/sistema/xxiisnptee/adm/gerarRep.php
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REP
De acordo com o documento da CGEE “ Redes elétricas inteligentes: contexto nacional” , Com o intuito de modernização das redes elétricas mundiais, as Redes
Elétricas Inteligentes (Smart Grid ) são propostas como solução de implementação que proporcionara melhorias no f uncionamento, alem de nov as tecnologias e
serv iços. Segundo estudo da ABRADEE, resumidamente, seriam estes os benef ícios identif icados no Brasil para a implantação do Smart Grid Econômicos • Redução
nos custos de eletricidade • Redução dos custos de geração em f unção da melhoria na utilização dos ativ os; • Redução no custos de capital da transmissão e
distribuição; • Redução nos custos de O&M de transmissão e distribuição; • Redução nos custos de restrição de transmissão; • Redução de perdas técnicas na
transmissão e distribuição; • Redução das perdas não técnicas. Ambiental • Redução de gases de ef eito estuf a. Segurança energética • Maior segurança energética por
redução de consumo de óleo; • Redução dos impactos causados por f alta de energia de larga escala; Cof iabilidade e qualidade do f ornecimento • Redução nos custos de
interrupção de energia; • Redução do número de f alhas; • Redução da duração de f alhas; • Redução da sobre-elev ação de tensão; • Redução da distorção harmônica. De
f ato, por meio do modelo do Smart Grid v islumbram-se consideráv eis otimizações e benef ícios para o setor elétrico. Entretanto, e importante salientar que estes
benef ícios poderão ser plenamente usuf ruídos mediante as ações e respostas para superar as dif iculdades e os desaf ios intrínsecos ao desenv olv imento, implantação
e operação do Smart Grid. A seguir são listados alguns dos principais desaf ios para aplicação do Smart Grid: • Desenv olv er um modelo para o mercado que o torna
v iáv el; • Estabelecer padrões de interoperabilidade e de segurança de equipamentos e sistemas; • Desenv olv imento de nov os equipamentos elétricos, sistemas de
comunicação e aplicações de sof tware para suporte as f uncionalidades requeridas; • Promov er a segurança (cy ber-security ), por meio de políticas e mecanismos de
proteção e de controle da priv acidade dos dados de consumo traf egados na rede; • Ganhar experiência com projetos de tecnologia de inf ormações e comunicação em
larga escala; • Obter v elocidade de desenv olv imento de tecnologias; • Estabelecer políticas e regulamentação; • Promov er , de f orma prioritária, a interação e o
env olv imento dos consumidores, com o objetiv o de construir consciência e consenso sobre a importância do Smart Grid; • Promov er uma política de CT&I de f orma a
gerar tecnologias nacionais, inf raestrutura de pesquisa e disponibilidade de prof issionais qualif icados nos div ersos nív eis e temas; • Promov er uma política industrial que
garanta a sustentabilidade da cadeia produtiv a; • Ter um comitê de acompanhamento que f aca um planejamento dinâmico (incorporando as experiências de cada projeto
nov o adotado no pais e as experiências internacionais). A regulamentação e a expectativ a de custos são f atores cruciais para o desenv olv imento e o planejamento do
Smart Grid no Brasil. Não se chegou a soluções v iáv eis para implantação de smart grid a custos aceitáv eis. O consenso é que dev em ser implantados em etapas, onde
a etapa inicial v isa auxiliar em áreas de maior retorno às empresas. Estudos indicam que essas áreas são a operacional para recuperação brev e da rede dev ido a f altas
e a comercial, v isando diminuição de perdas comerciais. Quanto a regulamentação muito ainda há que se discutir a respeito, mesmo porque não há ainda uma demanda
signif icativ a das distribuidoras sobre o assunto. Algumas regulamentações da ANNEL lançadas/alteradas recentemente podem ser identif icadas como f acilitadoras da
inserção de smart grid. Regulamentação Em 25 de agosto de 2009 f oi lançada a Resolução 375/2009 pela ANEEL, que regulamenta a internet atrav és da rede elétrica,
v iabilizando a utilização dessa f orma de transmissão de inf ormações para o uso do Smart Grid. No mesmo ano ocorre a consulta publica no 15/2009 - Coleta de
Subsídios para Formulação de Regulamento acerca de Implantação de Medidores Eletrônicos em Unidades Consumidoras de Baixa Tensão. Esta consulta deu inicio as
discussões sobre o que o medidor inteligente instalado junto aos consumidores residenciais e comerciais f orneceria de inf ormações, quais recursos de telecomunicações
seriam adotados, assim como sobre a sua v ida util. Em 7 de Agosto de 2012, f oi aprov ado a resolução normativ a n° 502/12, na qual “Regulamenta sistemas de medição
de energia elétrica de unidades consumidoras do Grupo B”. Art. 1 ° “§ 1º Em complemento aos requisitos metrológicos ref erentes à apresentação de inf ormações ao
consumidor, dev em estar disponív eis por meio de mostrador existente no próprio medidor ou em dispositiv o localizado internamente à unidade consumidora”: • O v alor
de energia elétrica ativ a consumida acumulada por posto tarif ário; e • A identif icação do posto tarif ário corrente. “No Art. 3º Os titulares das unidades consumidoras
abrangidas por esta Resolução, independentemente da adesão ao f aturamento na modalidade tarif ária branca, observ ando a regulamentação técnica metrológica
específ ica, podem solicitar à distribuidora a disponibilização de um sistema de medição capaz de f ornecer cumulativ amente as seguintes inf ormações”: I – v alores de
tensão e de corrente de cada f ase; II – v alor de energia elétrica ativ a consumida acumulada por posto tarif ário; III – identif icação do posto tarif ário corrente, se
aplicáv el; IV – data e horário de início e f im das interrupções de curta e de longa duração ocorridas nos últimos 3 (três) meses; e V – últimos 12 (doze) v alores
calculados dos indicadores Duração Relativ a da Transgressão de Tensão Precária – DRP e Duração Relativ a da Transgressão de Tensão Crítica – DRC. Em junho de
2012, a ANEEL estabeleceu a Audiência Publica no 048/2012, com o objetiv o de obter subsídios e inf ormações adicionais para a regulamentação das modalidades de
pré-pagamento e pós-pagamento eletrônico de energia elétrica. O período para recebimento de contribuições e de 06/2012 a 09/2012.
3.25 - COGERAÇÃO E MULTIGERAÇÃO MATERIAL-ENERGÉTICA EM CÉLULAS A COMBUSTÍVEL DE ÓXIDO SÓLIDO
GUTIÉRREZ, T.E.F.(1);CURI, M.O.(1);SILVA, A.K.D.(1);FURTADO, J.G.D.M.(1); - CEPEL(1);
Perguntas e respostas:
A) Qual é a atual situação das células a combustív el de óxido sólido (SOFC) f rente a outros tipos de células a combustív el? Quais as perspectiv as para a progressão da
tecnologia?
O tipo de célula a combustív el que tem maior presença em projetos de demonstração e nas primeiras aplicações comerciais (tanto estacionárias quanto v eiculares) é a
célula a combustív el de membrana polimérica trocadora de prótons (PEMFC), cobrindo uma f aixa que v ai de poucos watts até sistemas de 100 kW. A SOFC ainda não
se encontra no mesmo estágio tecnológico, mas já existem sistemas SOFC (tipicamente na f aixa 5 a 100 kW, principalmente em módulos de 50 kW a 200 kW)
empregados em projetos de demonstração em geração estacionária, principalmente nos EUA, Alemanha, Japão, Austrália e Coréia do Sul. Em termos de potência total
instalada as SOFC aparecem em terceiro lugar, após as PEMFC e as MCFC (células a combustív el de carbonatos f undidos), essas últimas caracterizadas por grandes
unidades (a partir de 300 kW, chegando a sistemas de 3 MW). Os materiais do estado da arte das SOFC permitem a operação com hidrogênio e a maior parte dos
projetos de demonstração f az uso desse combustív el, geralmente produzido localmente a partir da ref orma externa do gás natural. Essencialmente, o que se espera da
progressão da tecnologia SOFC é a redução de custos, o incremento da v ida útil (f undamental para aplicações estacionárias) e real capacidade de apresentar
f lexibilidade em relação ao combustív el alimentado, o que depende f undamentalmente do desenv olv imento de nov os materiais.
B) Como estão os projetos de demonstração com SOFC no mundo e no Brasil? E quanto aos combustív eis que têm sido empregados?
No Brasil ainda não existem projetos de demonstração na área de geração estacionária, incluindo geração distribuída, com sistemas SOFC (apenas com sistemas
PEMFC e PAFC). Os estudos que têm sido desenv olv idos estão ao desenv olv imento de materiais e pequenos sistemas de bancada, principalmente com células
unitárias. Em âmbito mundial, a situação é dif erente e as SOFC correspondem a cerca de 12% da potência instalada (com as PEMFC e as MCFC correspondendo cada
uma a cerca de 42%). Os principais projetos estão nas áreas de sistemas de cogeração (CHP), geração residencial (micro-CHP) e sistemas UPS e têm sido
desenv olv idos nos EUA, Japão, Alemanha e Austrália. Nos EUA a instalação de sistemas SOFC cresceu em 300% no período entre 2010 e 2012. O combustív el mais
utilizado é o gás natural (ref ormado localmente para produzir hidrogênio), seguido por outros hidrocarbonetos gasosos (principalmente propano e butano, nos EUA).
Também existem algumas iniciativ as que f azem uso do biogás. Em todos os casos esses combustív eis são ref ormados (externamente à SOFC) produzindo hidrogênio
que é então alimentado à SOFC.
C) Quais os principais desaf ios para a construção de sistemas SOFC mais ef icientes e duráv eis?
Os principais desaf ios estão relacionados à Ciência e Engenharia de Materiais e aos aspectos construtiv os das SOFC, de f orma a incrementar a ef iciência e a
durabilidade dessas células a combustív el. Existem div ersas iniciativ as e projetos de P&D que têm procurado desenv olv er nov os materiais que permitam alimentar as
SOFC diretamente com combustív eis hidrocarbônicos e alcoóis, contornando a necessidade de se produzir o hidrogênio, possibilitando assim que as SOFC v enham a
apresentar, de f ato, f lexibilidade no uso de combustív eis. As tecnologias de processamento e f abricação dos materiais constituintes das SOFC também têm sido
aperf eiçoadas com v istas ao incremento da homogeneidade microestrutural dos seus principais componentes (eletrodos, eletrólito, interconectores e selantes). Esses
desenv olv imentos também estão relacionados à redução da temperatura de operação das SOFC (o que permite simplif icar os sistemas), bem como v isam à redução do
custo de f abricação dessas células a combustív el.
3.26 - MICRO-CENTRAL HIDRELÉTRICA COM CONTROLE MISTO DE GERAÇÃO
PORTOLANN, C.A.(1);KOLZER, J.F.(1);CAMPOS, D.P.D.(1);JUNIOR, C.R.L.L.(1); - UTFPR(1);
Este trabalho se caracteriza como um estudo de caso que v isa av aliar a v iabilidade técnica da substituição do regulador de v elocidade (RV) em um micro
aprov eitamento hidrelétrico localizado no município de Mangueirinha (PR), por um regulador misto, consistindo de uma combinação de v álv ula tipo borboleta e carga
“dump”. Essa substituição promov e uma importante redução nos custos f inais.
Perguntas e respostas:
A) Qual a f aixa de f requência tolerada pela especif icação da ANEEL para máquinas hidraulicas deste porte ?
Neste momento não temos a inf ormação solicitada, mas hav eremos de prov idenciar ainda a resposta requerida. O que se pode comentar de f orma preliminar (e ainda
passív el de correção), é que para empreendimentos muitos pequenos (ainda mais se f orem isolados da rede elétrica), as restrições impostas pela ANEEL são menos
rigorosas, admitindo uma tolerância da ordem de ± 500 mHz para a f requência.
B) Para melhorar o comportamento do regulador misto, considerando que uma v álv ula borboleta f unciona bem como regulador de v azão, o que se pode f azer no lado da
carga \" dump \" para ev itar o af undamento de f requência ?
Uma ação que pode ser f eita é ampliar a f aixa de atuação da carga “dump”, disponibilizando mais potência para ser reduzida nos casos de grandes perturbações. Para as
v ariações normais de carga ou de energia primária, a solicitação da carga “dump” continuaria sendo relativ amente pequena.
C) Se f osse usado um gerador assíncrono poderia também baratear o custo da obra ?
www.bvr.com.br/snptee/sistema/xxiisnptee/adm/gerarRep.php
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Neste caso o gerador assíncrono (mesmo aquele do tipo gaiola de esquilo) não baratearia o custo da obra, pelas seguintes razões: a) A sua tensão é bastante
dependente da natureza da carga (f ator de potência da carga), e de f orma relativ amente f ácil ele perde a estabilidade de tensão. Assim, hav eria a necessidade de
prov idenciar um dispositiv o (ou equipamento) para manter a sua estabilidade de tensão, e consequentemente implicaria em um custo adicional; b) O controle da
f requência no gerador de indução é mais dif ícil do que no gerador síncrono, e poderia ser necessária a inclusão de mais um recurso, como por exemplo um “link DC”
(retif icador inv ersor) para manter a f requência dentro de uma f aixa estreita; c) Existe a necessidade de banco de capacitores de excitação; d) Como justif icativ a
complementar pode-se dizer que com o gerador assíncrono não se teria a chance de geração de potência reativ a, o que teria que ser prov idenciado por outro meio,
incrementando os custos.
3.27 - MODERNIZAÇÃO DO TURBOGERADOR DE 760 MVA DA USINA NUCLEAR DE ANGRA 1
SINISCALCHI, M.R.(1); - ELETRONUCLEAR(1);
A Usina Nuclear de Angra 1 é a primeira Usina Nuclear construída no Brasil e utiliza um reator nuclear a f issão com água pressurizada. O Turbogerador desta usina tem
capacidade total de 760 MVA com f ator de potência de placa 90%, possui quatro pólos e é resf riado a hidrogênio. Este turbogerador f oi f abricado na década de 70 e ao
longo dos anos f oram necessárias div ersas modernizações para que se mantiv esse operando com maior conf iabilidade. O objetiv o deste trabalho é descrev er com
detalhes e relatar a experiência adquirida com estas nov as modif icações.
Perguntas e respostas:
A) Já se passaram 25 anos ( 1987 ) após essa ref orma do Gerador Elétrico, quais outras medidas f oram tomadas com relação ao Gerador Elétrico até a data de hoje ?
Foram substituidos os anéis de retenção do rotor e substituidos os sistemas de secagem e medição de pureza do hidrogênio, o sistema de monitoração de v ibração e o
regulador de tensão. Quanto ao estator o que se f az é o acopanhamento do isolamento elétrico atrav és e testes de HI-POT, tangente delta e descargas parciais of f -line.
As cunhas do estator são testadas com f erramenta manual a cada inspeção maior no interv alo de 5 anos quando se remov e o rotor.
B) Com as mudanças do Rotor e Estator com nov o projeto, qual f oi o ef eito na potência do Gerador Elétrico em MW e na ef iciência ?
A potencia naõ f oi alterada mas as temperaturas do estator durante operação apresentam v alores mais baixos se compararmos com as temperaturas antes da ref orma
do estator.
C) Ref erente a mudança nos transf ormadores para atender a ANEEL, esclarecer a nov a metodologia de cotas de rateio para as distribuidoras que será utilizado no nov o
sistema de f aturamento ?
Com relação à troca de transf ormadores para medição: TP´s com dois secundarios um só para o f aturamento e outro secundário para demais medições e proteção TC´s
nov os e exclusiv os para medição de f aturamento. Ambos com classe de exatidão para atender procedimento de rede sub modulo 12.2 anexo 1. Metodologia de cotas:
As cotas-parte representam o percentual de energia prov eniente das Usinas Angra 1 e 2 a serem alocadas, na f orma de contrato (CCEN – Contrato de Comercialização
de Energia Nuclear), a todas as concessionárias, permissionárias ou autorizadas de serv iço público de distribuição do SIN.
3.28 - MODERNIZAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLE E PARTIDA DAS TELAS ROTATIVAS DO SISTEMA DE ÁGUA DE CIRCULAÇÃO DA USINA NUCLEAR DE ANGRA 1
JUNIOR, S.G.D.O.(1);BATISTA, M.V.(1);MARTINS, G.P.D.M.(1);SANTOS, A.Q.D.(1); - ELETRONUCLEAR(1);
O Sistema de Água de Circulação utiliza a água do mar para a ref rigeração dos condensadores. Telas rotativ as são utilizadas para reter os detritos presentes na água do
mar impedindo que os mesmos atinjam o impelidor da bomba e os tubos dos trocadores de calor, ev itando danos nestes componentes e a perda de ef iciência térmica.
Os instrumentos e controles das telas apresentav am f uncionamento def iciente, resultando em dif iculdades operacionais, inef iciência de processo e problemas de
manutenção. Foi desenv olv ida uma metodologia para conv erter a lógica seqüencial dos controladores, constituída por relês eletromecânicos temporizados, para lógica
constituída por sistema digital com CLP’s.
Perguntas e respostas:
A) Qual a extensão de v ida útil da Usina Nuclear Angra 1 após v árias modernizações já realizadas ?
A Usina de Angra 1 possui v ida útil de 40 anos. A prev isão é de estender para 60 anos. Existe um programa de análise de env elhecimento dos componentes dos
sistemas, que toma como base o número de acionamentos dos mesmos ao longo de um ciclo de operação. O ciclo de operação é o interv alo entre uma parada e a
próxima para reabastecimento de combustív el Nuclear, que v aria de 12 a 16 meses. Estas análises são aplicadas nas áreas de mecânica (f adiga de material), elétrica e
I&C. Como exemplo podemos citar que houv e um total de 08 atuações do transiente “Perda Total de Alimentação Externa CA” até o ciclo 18, sendo que o máximo
permitido pelo f abricante é de 200 para toda a v ida útil. Com a modernização dos sistemas estamos ev itando atingir o limite máximo de atuações permitidas.
B) O transmissor ultra-sônico de nív el possue uma precisão de + 0,2 % da distância medida, considerando como f luído de processo a água do mar. Quando se considera
a presença no canal, de v apores e espuma, qual o nov o v alor da precisão da medida do transmissor ultra- sônico ?
A precisão piora na presença de v apores e espuma. O f abricante recomenda que para ambientes com: - ESPUMA: Um local dev e ser encontrado onde a f ormação de
espuma seja a menor possív el (o sensor dev e ser instalado o mais distante possív el do ponto de entrada) ou onde um tubo de calma possa ser adotado. - VAPORES:
Utilização de sensores que possuem sinal de baixa f reqüência (40 ou 20 kHz) são recomendados, dependendo de sua f aixa de medição. O sinal com comprimento de
onda maior é menos af etado pelos v apores e espumas. No caso de Angra 1 utilizou-se transmissores com f reqüência ultra-sônica de 50 KHz (6,87 mm p/ v elocidade de
343,8m/s a 20oC). A presença de v apores e espuma não f oi observ ada no local, mesmo durante o acionamento das telas rotativ as. Portanto, a precisão permaneceu
como especif icada. Para a distância medida em torno de 4500 mm a precisão observ ada f icou em + 10 mm.
C) Com o uso do transmissor ultra-sônico de f ato reduziu o número de f ormação de colônias de \" cracas \" que f oi indicado como a causa dos entupimentos ?
Como não existe contato do transmissor ultra-sônico com a água do mar, ou seja, o mesmo está af astado aproximadamente 4,5 metros da superf ície da água, não mais
existem a possibilidade de f ormação de “cracas”. A v ariação da maré na região de Angra dos Reis é de + 1 metro. A leitura do nív el f ornecida pelo instrumento oscila
entre 3,5 metros e 5,5 metros.
3.29 - VIABILIDADE DE GERAÇÃO DE BIOELETRICIDADE POR MEIO DE TERMELÉTRICA A VAPOR COM CICLO REGENERATIVO EM USINAS DE AÇÚCAR E ETANOL
SANTOS, F.A.D.(1);Campos, M.(2); - SIEMENS(1);SIEMENS(2);
Este Inf orme Técnico apresenta um recurso que possibilita o aumento do potencial de energia elétrica nas usina de açúcar e etanol sem alteração no processo industrial
e sem necessidade de aumento da quantidade de combustív el (biomassa). O propósito f undamental é estimular a prática de geração de bioeletricidade por meio de uma
f onte renov áv el de energia que garanta a maior disponibilidade operacional possív el.
Perguntas e respostas:
A) Qual a ref erência utilizada na af irmativ a: “Alguns cálculos demonstram que a extensão do período de operação para a entressaf ra da cana garante uma redução em
torno de 15% no tamanho da turbina e de 10% na v azão da caldeira, mantendo praticamente o mesmo potencial de geração”
Estes cálculos f oram realizados pela Siemens com base em div ersos projetos onde f oram simulados comparativ os de geração entre a solução com operação da
termelétrica apenas durante o período de saf ra e a solução com operação durante a saf ra e entressaf ra.
B) O artigo propõe a utilização do ciclo regenerativ o nas usinas de açúcar e etanol. Para uma usina antiga, a adoção deste tipo de ciclo exigiria a substituição da turbina a
v apor para uma turbina do tipo extração e condensação. Seria necessária também a substituição da caldeira para operação em pressões maiores? O sistema
regenerativ o é v iáv el economicamente para sistemas que operam a baixa pressão?
Os sistemas que operam com baixa pressão de v apor apresentam um potencial energético signif icativ amente menor em relação aos sistemas de alta pressão e,
consequentemente, o montante de energia elétrica gerado é menor. O inv estimento necessário para adaptar caldeiras de baixa pressão de v apor para operar com maior
temperatura de água de alimentação compromete a v iabilidade do projeto, uma v ez que a energia entalpica do v apor (diretamente proporcional à geração de energia
elétrica) continua baixa em comparação aos sistemas de alta pressão. O aumento da quantidade de v apor, por consequência do ciclo regenerativ o, em geral, não atinge
patamares suf icientes que implicam em v iabilidade desta solução. Portanto, a v iabilidade econômica do ciclo regenerativ o está associada à aplicação de caldeira de alta
pressão, que proporciona elev ada energia entalpica para o sistema de geração.
C) Quais as condições do v apor (pressão e temperatura) e qual a potência elétrica das turbinas na usina Cocal citada no trabalho, onde será instalada a primeira unidade
com ciclo regenerativ o?
Pressão = 65 bar(a) Temperatura = 520⁰C Potência = 2 unidades de 51,3 MW cada
3.30 - APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO CARVÃO MINERAL NACIONAL
www.bvr.com.br/snptee/sistema/xxiisnptee/adm/gerarRep.php
13/14
12/12/13
REP
MOSZKOWICZ,
M.(1);OLIVEIRA,
V.(1);XAVIER,
MPX(1);COPPETEC(2);COPELMI(3);PUC-RS(4);
R.(1);SZKLO,
A.(2);SCHAEFFER,
R.(2);GRIGORIEF,
A.(3);HEEMANN,
R.(4);
-
O trabalho apresenta os desaf ios da utilização do elev ado potencial de recursos de carv ão brasileiro, indicando as v antagens de utilização deste potencial energético
para obtenção de altos nív eis de segurança energética. Neste contexto, o artigo aborda dois projetos que v êm sendo conduzidos, e busca identif icar nov as rotas
tecnológicas para o carv ão - gasif icação e armazenamento de carbono. Ambos os projetos estão sendo desenv olv idos em colaboração com univ ersidades nacionais,
v isando implantar unidades que permitam f ormar recursos humanos e av aliar a v iabilidade técnica, ambiental e econômica. As inf ormações oriundas dos projetos serão
de grande importância para a dif usão destas tecnologias no f uturo.
Perguntas e respostas:
A) Quais os desenv olv imentos e inov ações tecnológicas, bem como os aspectos regulatórios e normativ os, têm sido mais enf atizados no cenário nacional de f orma a
aumentar a competitiv idade do carv ão mineral brasileiro e do seu uso energético, minimizando emissões, nos curto e médio prazos?
A geração térmica tem apresentado desenv olv imentos no sentido de aumentar a ef iciência da queima de carv ão, com isto extraindo mais energia por unidade de carv ão.
Esta estratégia é utilizada para reduzir as emissões de CO2, que ainda é o f ator mais relev ante de emissões. As demais emissões já se encontram em nív eis abaixo
dos exigidos pelos mais rigorosos institutos internacionais. No sentido de tratar as questões de CO2 observ a-se iniciativ as de captura e armazenamento em div ersos
países. Os resultados ainda não permitem o seu uso comercial, pois a perda de ef iciência e o aumento de custos são ainda elev ados. Cabe ressaltar porem que o setor
elétrico nacional necessita de f ontes térmicas que contribuam para o aumento da segurança energética, uma v ez que existem grandes dif iculdades ambientais para a
construção de reserv atórios. O carv ão no Brasil é o único energético atualmente disponív el para a construção de térmicas.
B) A tecnologia de “gaseif icação integrada com ciclo combinado – IGCC” tem sido apontada como a principal para maximizar o aprov eitamento energético do carv ão
mineral. O que tem sido f eito no Brasil de f orma a se desenv olv er sistemas e equipamentos, empregados nessa tecnologia, adequados ao uso do carv ão nacional?
A tecnologia de gaseif icação, que v isa transf ormar o carv ão em gás de síntese, abre uma gama de aplicações em energia elétrica, produção de gás natural,
combustív eis e produtos químicos. Na cadeia de v alor porém a energia elétrica é o elemento que possui o menor v alor agregado. Desta f orma o IGCC é uma tecnologia
que nas regras atuais não possui condições de competição com tecnologias consolidadas de pós-combustão.
C) Quais as perspectiv as no Brasil em termos de desenv olv imentos da rota tecnológica para produção de combustív eis líquidos e lubrif icantes a partir do carv ão (Coal
to Liquids)?
Estudos preliminares f eitos demonstraram a v iabilidade técnica da gaseif icação do carv ão nacional. Este resultado é importante para motiv ar institutos nacionais para
continuarem com estudos que demonstrem a v iabilidade econômica e ambiental do coal to liquid no Brasil.
3.31 - BUSCA EXAUSTIVA E ALGORITMOS GENÉTICOS NA ALOCAÇÃO DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA VISANDO À REDUÇÃO DE PERDAS ATIVAS DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
PRADO, I.F.D.(1);NEGRETE, L.P.G.(2);BELATI, E.A.(1);ALVES, Â.C.L.(3); - UFABC(1);UFG(2);CEMAR(3);
Este trabalho apresenta uma metodologia ef iciente para alocação de unidades de geração distribuída, baseada no algoritmo genético de Chu-Beasley . Seu desempenho
f oi comparado com um algoritmo de busca exaustiv a, f oi constatado que, quando se aumenta a complexidade do sistema o algoritmo proposto passa a ter mais
v antagens, assim o resultado de f orma mais rápida. Tal metodologia f oi aplicada em dois sistemas de distribuição. Foram analisados cenários para a inserção de
unidades de GD em cada sistema. Como resultado principal, f oram obtidos os melhores locais para posicionamento das unidades de GD, como consequência houv e
uma melhoria nos nív eis de tensão.
Perguntas e respostas:
A) No caso de inserção de GD (Geração Distribuída) com grande componente de potência reativ a, seria possív el incluir um balanço desta, mantendo a metodologia que
utiliza AGCB (algoritmo genético proposto por Chu e Beasley )?
Pode sim ser incluído um balanço de potência reativ a na f ormulação do problema proposto, quando considerados casos de GD com grande componente de inserção de
potência reativ a. O algoritmo de Chu-Beasley precisa de uma análise de f luxo de potência, neste caso usado o método Backward-Forward Sweep, a qual pode ser
generalizada considerando, também, o balanço de potência reativ a. Essa análise não aumentará a complexidade na implementação do algoritmo e nem prov ocará
problemas de conv ergência do AGCB.
B) Além de poder ser aplicado na alocação ótima de unidades de GD, proporcionando diminuição das perdas, e por consequência, acréscimo de tensão nas barras do
sistema, o AGCB pode ser aplicado na f ormulação de outros problemas em redes de distribuição e transmissão de energia elétrica?
O algoritmo Genético de Chu-Beasley é baseado na teoria dos Algoritmos Genéticos. Esse tipo de algoritmos f az parte das Meta-Heurísticas que são técnicas utilizadas
para resolv er problemas de otimização matemática. Em geral, essas técnicas têm sido utilizadas em problemas de programação matemática complexas e de alta
explosão combinatória. Portanto, div ersos problemas associados ás redes de distribuição e transmissão de energia podem ser resolv idos atrav és da implementação do
AGCB. Por exemplo, na resolução do problema de planejamento de redes de transmissão, o AGCB tem se mostrado atrativ o na busca por boas soluções (Silv a, I.J.;
Rider, M.J.; Romero, R.; Murari, C.A., "Genetic algorithm of Chu and Beasley f or static and multistage transmission expansion planning," Power Engineering Society
General Meeting, 2006. IEEE). Nessa mesma linha, outro trabalho realizado para resolv er o problema de planejamento só que considerando a conf iabilidade do sistema
de transmissão (Garces, L.; Romero, R., "Specialized Genetic Algorithm f or Transmission Network Expansion Planning Considering Reliability ," 15th International
Conf erence on Intelligent Sy stem Applications to Power Sy stems - ISAP, 2009. IEEE), obtém soluções de boa qualidade atrav és da implementação do AGCB. Na parte
de redes distribuição de energia, o trabalho (Guimaraes, M.A.N.; Castro, C.A., "An ef f icient method f or distribution sy stems reconf iguration and capacitor placement
using a Chu-Beasley based genetic algorithm," PowerTech, 2011 IEEE Trondheim , 2011) mostra a implementação do AGCB na reconf iguração e alocação de capacitores
na rede de distribuição. Em resumo, a implementação do AGCB na resolução de problemas associadas às redes de transmissão e distribuição de energia elétrica se
mostra promissória, principalmente, quando esses problemas podem ser f ormulados atrav és de programação matemática e, adicionalmente, porque normalmente esses
sistemas são de grande porte associando um problema matemático complexo e com um grande espaço de busca.
C) O IT comprov ou que, para sistemas mais complexos, a utilização de AGCB na alocação de GD resulta em menores tempos computacionais que o algoritmo de busca
exaustiv a. Para tais sistemas mais complexos, a utilização de AGCB também é competitiv a com algoritmos baseados na análise de sensibilidades, que têm sido
demonstrados mais v iáv eis em análises de Fluxo de Potência Ótimo (FPO)?
As Meta-Heurísticas, como o AGCB, buscam a solução dentro da região determinada para busca (região f actív el) e apresenta como resposta a solução considerada
como a melhor entre as analisadas. O FPO é um problema de programação matemática e utiliza técnicas de programação não linear, em geral, para buscar a solução.
Pela característica do problema, não linear, não é possív el af irmar que as soluções encontradas tanto pelo FPO como pelo AGCB são ótimas globais. Relacionado com
a complexidade de programação o AGCB lev a v antagens em relação ao FPO. O FPO também pode apresentar problemas de conv ergência durante o processo iterativ o
de solução. Dependendo da complexidade do problema uma das técnicas (FPO ou AGCB) pode ser mais v antajosa. Quando trabalhamos com Análises de Sensibilidade
(AS), podemos determinar de f orma rápida as melhores barras para alocar GD, no entanto temos que estar cientes que AS a é baseada em aproximação (linearização da
f unção) e pode apresentar erros quando trabalhamos com GDs que apresentam potências consideradas ou com v árias unidades de GD.
4.0 TÓPICOS PARA DEBATE
·
Como equilibrar a utilização no Brasil de fontes renováveis variáveis (hidrelétricas, eólicas, solar
fotovoltaica e termosolar) e fontes despacháveis (térmicas a gás, biomassa ,carvão e nucleares)? Com
Insentivos ? E Armazenamento de Energia ?
www.bvr.com.br/snptee/sistema/xxiisnptee/adm/gerarRep.php
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