Análise recente da Inversão de Fluxo na energia solar: Geração distribuída e normas da ANEEL

inversão de fluxo na energia solar

Em um cenário repleto de informações técnicas e soluções que parecem milagrosas, pode ser fácil se perder em promessas que não se concretizam, especialmente no que diz respeito à inversão de fluxo na energia solar. 

Este artigo tem como objetivo esclarecer esse conceito e oferecer uma visão clara e direta sobre o que realmente é importante na administração da energia solar fotovoltaica, assegurando que você possa tomar decisões embasadas e eficazes sem cair em armadilhas.

Aqui, você descobrirá como compreender e gerenciar o fluxo reverso na energia solar, examinando opções viáveis e acessíveis para otimizar a eficiência do seu sistema solar sem complicações desnecessárias.

O que é a Inversão de Fluxo na Energia Solar?

A inversão de fluxo fotovoltaico é um fenômeno técnico que ocorre em sistemas de geração solar, principalmente em instalações de microgeração e minigeração distribuída. Para compreender esse conceito de forma mais profunda, é fundamental analisar sua definição, funcionamento técnico e suas repercussões no consumo local.

Definição da Mudança no Fluxo da Energia Solar

A inversão do fluxo fotoelétrico diz respeito ao processo em que a energia elétrica gerada pelos painéis solares não é totalmente utilizada localmente, e o excedente acaba sendo devolvido para a rede elétrica.

De maneira simplificada, trata-se da reversão do fluxo de potência, onde a eletricidade se desloca da residência ou estabelecimento comercial, que funciona como uma usina de energia, até a rede de distribuição.

Pense no seu sistema de energia solar fotovoltaica como um reservatório d’água. Quando o reservatório está cheio e você não consegue usar toda a água disponível, o excesso é liberado novamente para o rio. Da mesma forma, quando seus painéis solares produzem mais eletricidade do que você consome, essa sobra é enviada de volta para a rede elétrica.

Explicação Técnica do Fluxo de Potência

Em um sistema fotovoltaico convencional, os painéis solares capturam a luz solar e a convertem em eletricidade. Essa energia passa por um inversor que transforma corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), tornando-a compatível com eletrodomésticos e com a rede elétrica.

Quando a geração supera o consumo local, o excedente energético é direcionado para a rede pública. Esse processo de inversão da corrente alternada é crucial para sistemas conectados à rede (on-grid), pois possibilita que os proprietários dos sistemas solares recebam créditos ou compensações pela eletricidade exportada, através de políticas como net metering.

Microgeração e Minigeração Distribuída

Os conceitos de microgeração e minigeração distribuída são fundamentais para a transformação no uso de energia fotovoltaica. A microgeração envolve sistemas com capacidade de até 75 kW, enquanto a minigeração abrange aqueles entre 75 kW e 5 MW. Ambas as formas de geração são descentralizadas e instaladas próximas ao local de consumo, o que diminui as perdas na transmissão e aprimora a eficiência energética.

Complexidade Técnica: A integração dos sistemas fotovoltaicos à rede elétrica demanda inversores avançados e um gerenciamento apropriado para garantir a estabilidade do sistema.

Regulamentação: As leis e políticas de incentivo variam, podendo influenciar a viabilidade econômica dos projetos relacionados à gestão de energia.

Segurança: Assegurar a segurança no funcionamento dos sistemas é essencial, tanto para os usuários quanto para os profissionais da rede.

LEIA MAIS: Diferenças da micro e minigeração distribuída

Causas e Efeitos: Inversão do Fluxo de Potência na Rede Elétrica

Para compreender as causas e os efeitos desse fenômeno, é fundamental analisar as condições que levam à reversão da corrente elétrica e como isso impacta a rede.

Causas da Inversão de Fluxo na Rede Elétrica:

A reversão da corrente com aumento da potência injetada pode ser desencadeada por diversos fatores, especialmente ligados ao comportamento dos sistemas de geração distribuída, como os sistemas solares fotovoltaicos. As principais causas incluem:

  • Excesso de Eletricidade Gerada

Quando os sistemas solares fotovoltaicos geram mais potência do que o consumo local, o excedente de eletricidade é devolvido para a rede elétrica. Isso ocorre frequentemente durante os picos de geração solar, como em dias ensolarados, quando a produção de eletricidade é alta e o consumo é relativamente baixo.

  • Diminuição do Consumo Local

Em determinados momentos, o uso de energia em residências e pequenos estabelecimentos pode apresentar uma queda considerável. Fatores como feriados, horários de trabalho e a menor necessidade de energia elétrica ao longo do dia podem influenciar essa diminuição, aumentando a chance de Inversão de corrente alternada.

  • Dimensionamento dos Sistemas Fotovoltaicos

Um dimensionamento inadequado dos sistemas solares pode resultar na geração excessiva de eletricidade. Sistemas superdimensionados produzem mais energia do que o necessário para atender à demanda local, ocasionando a inversão do fluxo de potência no posto de transformação (transformador).

Pontos positivos da Inversão de Fluxo 

Mesmo que a alteração da corrente elétrica possa trazer dificuldades, existem também impactos positivos relacionados a esse fenômeno, especialmente no âmbito das redes inteligentes e sistemas de energia sustentável.

Aproveitamento Eficiente da Energia Renovável:

A gestão da corrente possibilita uma integração mais eficaz da energia renovável à rede elétrica, contribuindo para otimizar o uso de eletricidade limpa e diminuir a dependência de fontes não renováveis.

Incentivos e Recompensas Financeiras:

Diversos programas de incentivo, como o net metering, permitem que proprietários de sistemas solares recebam recompensas financeiras pela energia excedente que é devolvida à rede. Isso torna a instalação de sistemas solares fotovoltaicos uma alternativa financeiramente vantajosa para muitos consumidores.

LEIA MAIS: Inversão de Fluxo de Potência na geração de energia solar

Pontos negativos da Inversão de Fluxo 

Embora traga benefícios, a inversão de corrente de potência pode gerar vários desafios técnicos e operacionais na rede elétrica.

Sobrecarga da Rede:

O envio excessivo de eletricidade de volta para a rede pode provocar sobrecarga, especialmente em sistemas que não estão equipados para suportar grandes quantidades de geração distribuída. Isso pode resultar em falhas ou interrupções no fornecimento de energia.

Desbalanceamento de Tensão:

A inversão da corrente alternada pode ocasionar desbalanceamentos de tensão na rede. Alterações nos níveis de tensão podem impactar o funcionamento dos equipamentos elétricos e prejudicar aparelhos sensíveis.

Desafios de Estabilidade e Controle:

Gerenciar uma rede com inversão de corrente alternada exige sistemas sofisticados de controle e monitoramento. Na ausência desses sistemas, a estabilidade da rede pode ficar comprometida, levando a problemas relacionados à confiabilidade do fornecimento energético.

Regras Atualizadas sobre a Reversão de Energia na Rede 

A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) implementou novas diretrizes para o tratamento do fluxo reverso de potência em sistemas de geração distribuída (GD). Essas alterações, que foram estabelecidas em 23 de julho de 2024 e ratificadas pela portaria ANEEL referente à inversão do fluxo de potência REN Nº 1.098/2024, têm como objetivo agilizar e tornar mais simples o procedimento de conexão desses sistemas, assegurando ao mesmo tempo a integridade das redes de distribuição.

  • Principais Mudanças

Isenção da Análise de Inversão de Fluxo: A ANEEL isenta a análise de inversão de fluxo para sistemas de GD em três situações específicas:

Sistemas Grid Zero: Sistemas que não fazem uso da rede elétrica (com ou sem baterias) estão dispensados dessa análise, uma vez que não fornecem energia à rede.

Geração Compatível com o Consumo Simultâneo: Sistemas de microgeração cuja produção seja adequada ao consumo simultâneo da unidade consumidora, conforme as orientações da ANEEL sobre ajuste de simultaneidade.

Fast Track para Sistemas até 7,5 kW: Sistemas com capacidade máxima de 7,5 kW que são destinados exclusivamente ao autoconsumo local e não possuem excedentes enviados a outras unidades consumidoras. O proprietário deve assinar um termo confirmando essa condição.

Análises de Viabilidade e Efeitos Econômicos da Inversão de Fluxo

A alteração na direção do fluxo em sistemas fotovoltaicos pode ser uma preocupação tanto para as empresas de energia quanto para os consumidores finais.

A avaliação técnica e a viabilidade dessa questão envolvem diversos fatores, desde a eficiência dos inversores até a capacidade de armazenamento e a gestão da energia.

Impactos na Rede de Distribuição

Potência Reversa: A potência reversa, que se refere à energia excedente enviada de volta para a rede, pode apresentar vários desafios técnicos.

Entre esses desafios estão a sobrecarga dos transformadores, o que provoca um desequilíbrio de tensão na rede, além da necessidade de adaptações nos equipamentos de distribuição para suportar o fluxo bidirecional de energia.

Estudo de Fluxo de Potência: Para minimizar esses impactos, são realizados estudos sobre o fluxo de energia que examinam como a rede de distribuição consegue lidar com a energia injetada. Esses estudos levam em conta variáveis como a localização das instalações fotovoltaicas, o perfil de consumo dos usuários e a configuração da rede elétrica.

Custos de Implementação: A instalação de sistemas híbridos ou estratégias de gestão da demanda pode acarretar custos significativos, tanto pela compra de novos equipamentos quanto pela reconfiguração dos já existentes.

Contudo, os benefícios econômicos ao longo do tempo, como a diminuição das despesas com energia e uma menor dependência de fontes externas, podem justificar esses investimentos.

Benefícios Financeiros: Uma análise sobre o retorno sobre investimento (ROI) em sistemas fotovoltaicos em ambientes industriais indicou que, apesar do alto custo inicial, o retorno pode ser alcançado em um período entre 5 e 7 anos, dependendo da eficiência do sistema e das tarifas energéticas locais.

Conclusão

A reversão do fluxo de potência apresenta um desafio que demanda cuidado tanto das distribuidoras, que precisam realizar melhorias e investimentos na rede, quanto dos consumidores, que devem reivindicar o direito de produzir sua própria energia. De acordo com a Absolar, a ANEEL está avaliando revisões no Artigo 73, o que pode favorecer a geração distribuída.

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