Armazenamento de Energia
O Grupo CPFL Energia, investiu mais de R$ 54 milhões no Programa de Armazenamento de Energia, em uma série de três projetos de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) para analisar os impactos da inserção e utilização de sistemas de armazenamento de energia com baterias em toda a cadeia do sistema elétrico.
Trata-se do maior investimento, por meio de Projeto de P&D da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), já realizado pela companhia no tema e um dos maiores de todo o setor.
Os investimentos do programa se enquadram também numa visão de preparar e fomentar o conhecimento no setor elétrico preparando-se para os sistemas de energia do futuro.
Os projetos começaram a ser desenvolvidos em 2017, entrando em operação em 2020 e foram finalizados em 2022. Foi envolvido mais de 125 profissionais e pesquisadores, contando com a participação de três universidades brasileiras, dois institutos de pesquisa e uma consultoria.
O programa, resultado da Chamada de Projeto de P&D Estratégico da ANEEL, investigará os efeitos e impactos da inserção de tecnologias de armazenamento de energia no sistema elétrico brasileiro. A partir de aplicações e análise de dados reais, fomentará a capacitação profissional e conhecimento sobre o tema, subsidiando a discussão sobre ajustes para superar barreiras técnicas, regulatórias, legislativas e de tecnologia, base para permitir a aplicação na geração, transmissão, distribuição de energia e consumidor final em larga escala no futuro.
Tipos de Armazenamento de Energia
Armazenamento de Energia
por meio de Baterias
O armazenamento de energia por meio de baterias é uma tendência global, fruto do barateamento da tecnologia e do avanço das usinas eólica e solar.
Até 2026, a expectativa é que a capacidade instalada de baterias de grande porte conectadas à rede elétrica alcance em torno 18 mil MW e as de baterias de pequeno porte, de uso doméstico, 16 mil MW, de acordo com dados da Navigant Research. Atualmente, o uso das baterias para as duas finalidades é um pouco superior a 1,5 mil MW.
A companhia instalou sete sistemas de armazenamento de energia em baterias de 5kWh a 2MWh de capacidade em uma unidade de posto de conveniência próximo à Jundiaí, em dois condomínios residenciais, em uma subestação de energia, em uma usina do Complexo Eólico Campo dos Ventos e dois em uma área de conveniência com características de uma unidade residencial.
No posto de conveniência, o sistema de armazenamento de energia com baterias de lítio de 200kW/430kWh está integrado a um gerador a diesel e dois eletropostos para a recarga de veículos. Além de avaliar a viabilidade técnica da substituição do gerador a diesel, a aplicação quer promover maior qualidade de energia e redução dos gases de efeito estufa (GEE). A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar a viabilidade técnica e econômica deste tipo de tecnologia para atendimento do fornecimento de energia para com o cliente.
Na subestação Barão Geraldo (subdistrito de Campinas), a instalação do sistema de armazenamento em baterias de 1MW/2MWh visa a integração com um alimentador de distribuição, garantindo mais qualidade do fornecimento e um planejamento de médio e longo prazos para obras e expansões na rede. O investimento buscou dar mais robustez à subestação no pico de consumo e permitir uma maior integração de fontes renováveis intermitentes nesta rede.
Também foi instalado um sistema de armazenamento de energia em baterias de 100kW/255kWh em um condomínio com 47 unidades consumidoras, sendo que 27 delas possuem sistema de geração solar fotovoltaica. Como a geração dessas unidades é maior que a demanda, todas as casas são atendidas e o excedente é exportado na rede de distribuição. O sistema de armazenamento instalado no condomínio permitiu o uso posterior da energia excedente armazenada pelos moradores, realizar controle de tensão local, suavizar o pico de consumo e aliviar o carregamento da rede de distribuição local. Destaca-se que o sistema permitiu de forma satisfatória suavizar o pico de consumo assim como foi capaz de eliminar a reversão do fluxo de energia na rede de distribuição, oriunda da geração solar fotovoltaica, fazendo a recarga e descarga do sistema de armazenamento.
Também foi instalado um sistema de armazenamento de 25kW/75kWh em um poste de distribuição de energia (aéreo) com atendimento a um condomínio residencial com geração solar fotovoltaica e outras unidades consumidoras, que tem as mesmas características do sistema acima.
Na área de conveniência, foram instalados dois sistemas de armazenamento de energia em bateria de 5kW/14kWh e 3kW/8kWh, respectivamente. Esta aplicação visou avaliar como sistemas de armazenamento para aplicações residenciais se comportam e permitem atuar com o gerenciamento de energia elétrica pelo consumidor. Assim, como apresentado nas aplicações anteriores, os estudos verificaram a contribuição da bateria para com o armazenamento do excedente de energia gerada por fontes de geração de energia solar renovável e avaliando a gestão do recurso fazendo o deslocamento do pico de consumo das cargas residenciais.
No Complexo Eólico Campo dos Ventos, o sistema de armazenamento de energia por baterias de íons de lítio de 1MW/1,29MWh em operação permitiu a otimização da fonte eólica, a partir da suavização da geração. À vista disso, quando ocorrer excedentes de geração, o sistema de armazenamento poderá acumular energia elétrica para fornecimento a posteriori, se necessário. Além disso, estudos para valoração dos serviços prestados pelos sistemas de armazenamento foram avaliados e indicaram projeções de economia para diferentes complexos de geração de energia renovável.
A partir das medições realizadas no Complexo Eólico Campo dos Ventos, observou-se que o uso do sistema de armazenamento no modo de suavização de potência contribui para a redução de até 5% das oscilações de potência no ponto de acoplamento entre a geração eólica e a linha de transmissão, aumentando a qualidade de energia fornecida pelo parque eólico. Ademais, foi visto que o sistema de armazenamento contribui para a melhoria do fator de potência reduzindo com isso perdas de energia no parque eólico. Cabe destacar que a inserção massiva da geração eólica na matriz energética deve ampliar o efeito da oscilação de energia nos sistemas de transmissão, distribuição e microrredes. Assim, a geração eólica deve impactar cada vez mais na operação e na qualidade energética dos sistemas elétricos. A utilização de sistema de armazenamento de energia por baterias, por conseguinte, operando em modo de suavização de potência ativa representa um meio de contornar esse desafio e possibilitar o uso de fontes de energia renováveis intermitentes.
Em resumo, o Programa Storage é uma iniciativa de inovação para avaliar os benefícios e impactos da inserção e utilização de sistemas de armazenamento de energia com baterias em toda a cadeia do sistema elétrico.
Em 2021, concluímos a instalação de cinco sistemas com baterias de íons de lítio. Os conjuntos entraram em operação em um cliente comercial do grupo A, em dois condomínios residenciais, em uma subestação de energia e em uma usina do Complexo Eólico Campo dos Ventos (Rio Grande do Norte), da CPFL Renováveis. A expectativa é que os sistemas sejam capazes de garantir o suprimento energético em caso de interrupção no fornecimento, eliminando a necessidade de utilização de geradores a combustão que consomem diesel. Os benefícios diretos são a redução das emissões e a maior segurança no fornecimento, pois não haverá interrupções momentâneas.
Armazenamento de Energia
em Postes de Distribuição
O poste da rede elétrica, por exemplo, recebe esta tecnologia para fornecer energia em momentos de pico de consumo, em que há um maior consumo de energia, ou quando há uma falha, evitando que falte luz na sua casa e funcionando como um gerador de energia mais silencioso e seguro, garantindo qualidade no fornecimento de energia.
Armazenamento de Energia
na Geração e Transmissão
Na geração e transmissão, as baterias podem contribuir para otimizar a produção de energia elétrica de fontes renováveis, como a eólica, além de diminuir a necessidade de possíveis investimentos em mais linhas de transmissão.
Armazenamento de Energia
de Subestação de Distribuição
O uso de baterias na rede de distribuição ajuda na conservação e melhor aproveitamento dos recursos da rede de energia elétrica, na redução de pico de consumo e perdas de energia, e na melhoria da qualidade e confiabilidade do fornecimento, além da integração com a energia solar, veículos elétricos entre outros.
Armazenamento de Energia
em Clientes Comerciais ou Industriais
O sistema de armazenamento para clientes comerciais e industriais, pode substituir a geração à diesel, permitindo, por exemplo, que empresas, tenham energia extra para utilizar em momentos de alta demanda de energia elétrica e com maior custo ou caso da falta de energia na rede de distribuição.
Armazenamento de Energia
em Condomínios Residenciais
O uso de baterias na rede de distribuição pode contribuir com a absorção da energia excedente gerado por fontes de energia renovável intermitentes e este excedente ser injetado na rede em momentos de alta demanda. Além dos benefícios quanto a suporte a rede de distribuição, esta tecnologia permite atuar como um gerador de energia em momentos de falta de energia, fornecendo eletricidade a aos consumidores da rede local.
