CAPÍTULO 1
Breve Caracterização da Indústria
Eléctrica
Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de
Computadores
MEEC - Oganização e Gestão em
Sistemas de Energia Eléctrica
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Reestruturação da Indústria Eléctrica
Generalidades
• Indústria está a sofrer profunda
reestruturação
• A antiga empresa verticalmente integrada,
com todas as funções de um Sistema de
Energia Eléctrica (SEE), está a ser dividida
em companhias separadas, cada uma
vocacionada para sua função (Produção,
Transporte, Distribuição e Comercialização)
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Caracterização geral da Indústria
Eléctrica
• A electricidade, forma de energia muito
versátil, pode ser:
– produzida por uma variedade de métodos
– transportada de forma eficiente e segura
– facilmente transformada em luz, calor, potência
mecânica, actividade electrónica
• Mais de 80% da população mundial tem
acesso ao uso diário da electricidade
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As Funções dos Sistemas de Energia
Eléctrica
As quatro funções envolvidas no SEE (área de
negócio da energia eléctrica):
–
–
–
–
Produção
Transporte
Distribuição
Comercialização
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Indústria Regulamentada
• A indústria regulamentada tinha, em certos
casos, um monopólio local - em cada área
havia apenas uma companhia (produzia,
transportava, distribuía e vendia
electricidade e serviços)
• Nos anos 80, começaram a ser adoptadas
nalguns países novas regras nas indústrias
eléctricas, de modo a introduzir competição
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Desregulamentação
•
•
•
•
Competição
Reestruturação
Privatização
Acesso livre às redes
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Caracterização das Empresas
Eléctricas
As empresas podem ser classificadas de duas
maneiras:
– pela parte do sistema eléctrico que gerem
(produção, transporte, distribuição e
comercialização)
– Pelo seu proprietário: privadas, públicas,
cooperativas, municipais
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Empresa tradicionalmente integrada
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Características da Indústria
tradicional
• Garantia de monopólio local pelo Estado
– direitos exclusivos para produzir e vender EE
– obrigação de fornecer energia a todos os consumidores
que quisessem energia.
– Sujeitos a regulamentação e supervisão (fiscalização)
das suas operações e facturação.
• Algumas das operadoras do sector eléctrico
executavam todas as 4 funções; outras apenas uma
ou duas.
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O Sistema de Energia Eléctrica
(SEE)
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Classificação das empresas
pela sua função
•
•
•
•
•
Empresa verticalmente integrada
Empresa de produção e transporte
Companhias de distribuição local
Produtores independentes
Auto - produtores
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Organização da empresa eléctrica
• Divisão de produção
• Divisão de T&D
• Divisão de operação (condução)
– operações do sistema (despacho)
– operações de distribuição
• Divisão de facturação, marketing e serviços
• Divisão de serviços administrativos e
recursos humanos
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Regimes de propriedade
•
•
•
•
•
Empresas privadas: anónimas, por quotas
Empresas municipais
Cooperativas
Empresas nacionais
Empresas públicas
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Estrutura do sector eléctrico com
a desregulamentação
• O princípio da desregulamentação consiste
em eliminar o monopólio ao nível da
produção e comercialização, encorajando a
competição:
– Competição na produção
– Competição na comercialização (venda de
energia e serviços)
– Monopólio nas redes de transporte e
distribuição .
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Estrutura do sector eléctrico com
a desregulamentação
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Desagregação dos SEE
Como resultado da liberalização, os principais
tipos de empresas no sector eléctrico são:
–
–
–
–
–
–
Empresas de produção
Empresas de transporte
Empresas de distribuição
Empresas de venda de energia e serviços
Operadores independentes
Bolsas de energia
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CAPÍTULO 2
Evolução Histórica da Indústria
Eléctrica
Mestrado em Engenharia
Electrotécnica e de Computadores
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Barreiras ao uso de electricidade
nos primeiros tempos (1785-1885)
• Os edifícios (domésticos, comerciais ou
industriais) não tinham meios para usar a
electricidade.
• Não havia aparelhos eléctricos disponíveis.
• As pessoas faziam muitas coisas manualmente,
hoje feitas por equipamentos eléctricos.
• Poucas pessoas entendiam a electricidade, nem tão
pouco nela confiavam
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Vantagens que apresentava a
electricidade
Era e é:
– limpa
– sem cheiros
– versátil
– fácil de controlar
 rápido crescimento da procura
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Crescimento do sector eléctrico em
três aspectos interligados
• O uso da electricidade
• A tecnologia
• O negócio
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Inicialmente, uso exclusivo da
electricidade para a iluminação
• Lâmpada incandescente. Patente: Edison, 27 Jan
1880
• As primeiras companhias vendiam, não
electricidade, mas iluminação:
–
–
–
–
–
Produzia uma luz brilhante e firme
Não consumia combustível
Não tinha chama
Não produzia odores nem fumos
Não apresentava perigo de incêndio
• Actualmente a iluminação ainda representa cerca de 20% a
30%
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Outros usos da electricidade
•
•
•
•
Força motriz na indústria (motores)
Caminho de ferro (comboios)
Transportes públicos (eléctricos)
Pequenos motores (residências e comércio)
– ventoinhas, máquinas de costura, frigoríficos,
máquinas de lavar
• Produção de calor
– torradeiras, ferro de engomar, aquecimento
água, aquecimento ambiente
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Importância crescente da
Electricidade
• Usos exclusivos da electricidade:
–
–
–
–
–
Rádio (Anos 30)
Televisão
Microondas
Ar condicionado
Computadores.
• No final dos anos 30, a electricidade era já
vista por muitos como um bem básico, tal
como a água ou o saneamento.
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Crescimento em diversidade das
aplicações de electricidade
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Custo do uso da electricidade
diminui ao longo do tempo
Nos USA passou de $1,00/kWh para $0,10/kWh
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Até ao século XIX, a electricidade
era simples curiosidade
Três invenções mudaram a situação:
• Gerador de energia (dínamo)
• Lâmpada eléctrica
• Transformador
– Permite transportar potência para grandes
distância (maiores tensões, logo menores
correntes)
– Requerem corrente alternada
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Evolução tecnológica dos sistemas
de energia
• Antes dos finais do século XIX, electricidade era
simples curiosidade científica
• C.c. vs c.a.
• Geradores mais eficientes  redução dos custos
de produção
• Tensões mais altas e equipamento mais eficiente
• Sistemas de energia mais extensos (interligações)
• Conservação e eficiência energética
• Produção distribuída (células combustíveis, micro-turbinas)
• Automação e electrónica de potência
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Evolução da Indústria Eléctrica
• Na Europa e nos Estados Unidos, o negócio da
electricidade estava ligado ao fabrico de equipamentos
e ao fornecimento de EE.
• As companhias eléctricas estavam interessadas apenas
em grandes margens de lucro (áreas densamente
povoadas)
• Regulamentação (direitos e deveres; garantia de um
nível mínimo de lucro). Intervenção estatal.
• Expansão da indústria eléctrica (Empresas pública e
municipais)
• Electrificação rural.
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Evolução da Indústria Eléctrica
• Electrificação rural (negócio não lucrativo, mas
reduzia a migração para a cidades)
• Fusão (preparação para liberalização e século
XXI)
• Liberalização (Desregulamentação)
• “Downsizing” (diminuir pessoal e despesas de
capital ) > reduzir custos (fixos) e aumentar a
competitividade.
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CAPÍTULO 3
Utilização da Energia Eléctrica
•Flexibilidade da EE
•Aplicações básicas da EE
•EE um meio para atingir os usos finais
•Perspectiva do operador no uso da EE
Conservação, eficiência e Gestão do Lado
da Procura (DSM)
(Cap.4 Understanding Electric Utilities and De-regulation)
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A flexibilidade da EE
As grandes vantagens da electricidade:
–
–
–
–
–
Ser flexível
Ser fácil de controlar
Ser silenciosa
Ser limpa
Usar equipamentos compactos (motor eléctrico de 10
CV versus motor de combustão de potência idêntica)
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A flexibilidade da EE
Fácil e eficientemente convertível numa grande
variedade de aplicações:
–
–
–
–
–
Iluminação
Calor
Frio
Força motriz
Equipamento electrónico
Pode alimentar dispositivos desde 2 W (lâmpada de
presença) a 10 MW (motor industrial)
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EE versus outras fontes
Outras fontes têm vantagens sobre a electricidade em algumas
aplicações específicas
• Gás natural
– mais vantajosa em aquecimento de água, fornos, calor em
quantidades razoáveis
• Gasolina e gásoleo
– facilmente transportável e armazenável - transportes rodoviários
• Carvão
– para grandes quantidades de calor
• Nuclear
– para muito grandes quantidade de calor, em geral na produção de
electricidade
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Gamas de necessidades e
capacidades das diversas fontes
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Quatro aplicações básicas
• Iluminação (99,999% eléctrica)
• Calor
– todas as aplicações produzem calor (muitas vezes não
desejado)
– elementos resistivos (produzem calor com a passagem
da corrente eléctrica)
– bombas de calor (movem calor)
• Movimento (força motriz)
– motores eléctricos
– solenóides
• Circuitos electrónicos (EE sem alternativa)
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Seis tipos de carga eléctrica
(potência à volta de 1.5 kW)
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EE um meio para atingir usos finais
• Equipamentos convertem EE em usos finais
• Carga eléctrica (eficiência: razão entre o produto final e carga)
• Quotas de mercado
• Quotas de uso dos equipamentos eléctricos
• Uso diário (diagrama de carga)
• Ponta e energia (duas grandezas geralmente presentes na factura)
• Qualidade de energia
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Quotas de mercado da energia eléctrica e
dos equipamentos eléctricos
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Diagramas de carga
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Qualidade de energia
Quantidade e qualidade são ambos aspectos importantes num serviço de
energia considerado satisfatório
• Disponibilidade e interrupções de serviço
– Frequência média de interrupções por cliente
– Duração média das interrupções num cliente
• Variações da tensão (transitórios)
– Cortes momentâneos
– Abaixamentos de tensão
– Sobretensões
• Valor da qualidade
– custo da interrupção maior que custo da energia não
fornecida;
– diferente de consumidor para consumidor
• Harmónicos
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Tolerância do desvio da tensão
Curva CBEMA
(Computer and Business Equipment Manufacturers Association)
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Perspectiva da empresa de
electricidade (operador) no uso da EE
Caracterização de consumos
A procura de electricidade varia com a hora do dia,
com o dia da semana, com a estação do ano
• Classes de consumidores
–
–
–
–
Rural
Industrial
Comercial
Residencial
• Categorias de usos finais
• Distribuição espacial da procura
• Conhecimento dos consumidores
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Diagramas típicos por classes de
consumidores
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Análise da contribuição para a
ponta de uma empresa eléctrica do
Sul dos Estados Unidos
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Conservação, Eficiência e Gestão
do Lado da Procura
Demand Side Management(DSM)
• Há muitos exemplos de eficiência energética, conservação
e controlo de energia, que, do ponto de vista económico,
são vantajosos seja para o consumidor seja para a empresa
eléctrica. Podem ser considerados como recursos do lado
do consumidor (recursos distribuídos).
• As medidas de Gestão do Lado da Procura (DSM)
procuram alcançar um justo equilíbrio entre os recursos do
lado da procura e do da oferta, tendo em conta os custos
da energia. Esse equilíbrio nem sempre é fácil de
determinar.
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Gestão do Lado da Procura
DSM - Demand-Side Management
• As grandes categorias da Gestão do Lado da
Procura
– Conservação
– Eficiência energética
• Edifícios eficientes
• Equipamento eficientes
• Controlo de Carga
• Automação
A Gestão do Lado da Procura (DSM), no período pósliberalização,evoluirá no sentido de incluir medidas tanto para
aumentar a economia de energia como a melhoria da sua qualidade.
Far-se-á de modo adaptado às necessidades do consumidor individual,
na base de serviços de valor acrescentado, a ser oferecido pela
companhia fornecedora como meio de cativar clientes.
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