Expansão da energia fotovoltaica exige planejamento da rede elétrica

A expansão da energia solar fotovoltaica traz oportunidades para ampliar a participação das fontes renováveis na matriz elétrica, mas também exige atenção à capacidade das redes de distribuição para receber volumes crescentes de geração. À medida que mais sistemas são conectados, torna-se necessário avaliar como a energia produzida localmente interfere nos níveis de tensão e em outros parâmetros que determinam a qualidade do fornecimento elétrico.

Em redes concebidas originalmente para transportar energia das grandes unidades geradoras até os consumidores, a conexão de sistemas fotovoltaicos modifica a dinâmica de funcionamento. Dependendo da quantidade de energia produzida e do consumo no local, a eletricidade pode circular no sentido inverso ao tradicional. Esse fluxo reverso, especialmente em períodos de elevada geração e baixa demanda, pode provocar elevação da tensão e exigir adaptações na infraestrutura elétrica.

O desafio está em conciliar o crescimento da geração distribuída com a operação segura e eficiente da rede. Para isso, o acompanhamento de indicadores como tensão, frequência, fator de potência, desequilíbrio entre fases e distorções harmônicas permite identificar possíveis alterações e verificar se os parâmetros permanecem dentro dos limites estabelecidos pelas normas técnicas.

Medições realizadas na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em Natal, indicaram que os três sistemas fotovoltaicos avaliados, com potência total de 350 kWp, não provocavam impactos expressivos em diversos indicadores de qualidade da energia. Entre os parâmetros analisados estavam frequência, desequilíbrio de tensão, fator de potência, distorções harmônicas, flutuações de tensão e ocorrências de sobretensão e subtensão.

O cenário mudou quando foram consideradas, por meio de simulações computacionais, novas unidades fotovoltaicas previstas para o campus. A inclusão dessas instalações levou a uma elevação expressiva da tensão no barramento de baixa tensão, indicando que a ampliação da potência instalada sem medidas de controle poderia comprometer os parâmetros de qualidade da energia.

A diferença entre os resultados medidos e os simulados evidencia a importância de avaliar não apenas o desempenho das instalações existentes, mas também os efeitos de futuras ampliações. Uma rede que opera dentro dos limites atuais pode precisar de adequações quando recebe novas unidades de geração, sobretudo se a produção de energia superar a demanda local em determinados períodos.

Entre as alternativas para controlar a sobretensão estão a adequação dos cabos e transformadores, a utilização de filtros ativos de potência, sistemas de armazenamento de energia e bancos indutivos chaveados.

A análise reforça que o avanço da energia fotovoltaica depende também da evolução das soluções de integração à rede. O dimensionamento das instalações, o monitoramento dos parâmetros elétricos e o planejamento da infraestrutura são importantes para antecipar dificuldades e orientar medidas de controle antes que a ampliação da geração resulte em problemas operacionais.

As informações foram extraídas da dissertação de mestrado Análise do impacto da qualidade de energia na rede elétrica do campus central da UFRN com a inserção de geração solar fotovoltaica, defendida por Francisco Alan da Silva Monteiro, no Programa de Pós-Graduação em Energia Elétrica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), sob orientação da professora Crisluci Karina Souza Santos Cândido e coorientação do professor Max Chianca Pimentel Filho.