Autor Lucas Pessoa

  • Início   /  
  • Artigos publicados por Lucas Pessoa

Qualidade da Energia


Com o aumento da necessidade de energia elétrica no cotidiano, é importante conhecer um pouco sobre quais indicativos nos mostram que o produto que chega em residências tem ou não qualidade. Alguns indicativos para avaliar são:

  • Distorções harmônicas: são distúrbios na forma de onda senoidal da tensão e da corrente, provocados principalmente por cargas não lineares. Essas cargas podem ter origens diversas, como reguladores de tensão com núcleo magnético operando em saturação, conversores estáticos, inversores de frequência, fontes chaveadas presentes em equipamentos eletrônicos e eletrodomésticos modernos. Um dos principais problemas associados à presença de harmônicos está relacionado aos bancos de capacitores, os quais podem entrar em condição de ressonância, ocasionando sobretensões nos terminais da unidade capacitiva.
    • Distorção harmônica total de tensão 5 % (Recomendação inferior a 5% segundo IEEE Std 519-1992)
    • Distorção harmônica total de corrente 15 % (Recomendação inferior a 15%, segundo fabricantes de transformadores).
Banco de capacitores
  • Flutuação de tensão: correspondem às variações nos valores eficazes da tensão ao longo do tempo. Esses distúrbios podem se manifestar de forma aleatória, repetitiva ou esporádica, sendo comumente associados à operação de cargas industriais de grande porte, como motores de alta potência, fornos elétricos e equipamentos de soldagem. Flutuações excessivas podem causar cintilação luminosa (flicker), além de afetar o desempenho de dispositivos sensíveis.
    • Desequilíbrio de tensão 2 % (Recomendação ONS, Submódulo 2.2 com de Fator K menor ou igual 2%, www.ons.org.br).
    • Desequilíbrio de corrente 10 % (Recomendação inferior a 10%, segundo fabricantes de transformadores).
  • Variações de Frequência: A frequência do sistema elétrico deve permanecer dentro de uma faixa de variação aceitável, compatível com a capacidade de controle e estabilidade da rede. Embora pequenas variações sejam normais em sistemas interligados, desvios excessivos podem causar danos a máquinas rotativas, falhas em sistemas de proteção e mau funcionamento de equipamentos eletrônicos.
  • Entre outros: é possível citar também ruídos, interrupções, sobretensões outros fatores que devem ser analisados para manutensão da qualidade da rede.

Quando tais indicativos se apresentam dentro dos padrões estabelecidos pela Aneel, os equipamentos que recebem essa energia duram mais tempo, funcionam de forma mais estável e o custo da energia está sempre de acordo com o consumo dos aparelhos. No entanto, quando esses limites são ultrapassados, podem ocorrer falhas operacionais, aumento de perdas, danos prematuros aos equipamentos e impactos negativos tanto para os consumidores quanto para o sistema elétrico como um todo.

Referências:

IV Seminário G-SEPi

Limitadores de Corrente

O que são?

Limitadores de corrente ou proteção de sobrecorrente são dispositivos utilizados em sistemas de geradores para evitar sobrecargas que possam causar superaquecimento em outros componentes. Esses instrumentos estão presentes em diversos aparelhos e sistemas como os de som, em aviões, e outros dispositivos que necessitem se manter em uma faixa de corrente específica. Eles tem o benefício de aumentar a vida útil do sistema, prevenindo danos e fornecendo uma manutenção mais segura. Quando a corrente ultrapassa um valor predeterminado, a energia excedente é barrada.

Funcionamento

O funcionamento desses dispositivos se dá em série com os circuitos monitorando constantemente a corrente de saída. Um exemplo de circuito limitador é o vibrador presente em aeronaves: Quando a corrente excedente é detectada, a bobina de corrente magnetiza o núcleo de ferro, abrindo os pontos de contato, consequentemente, aumentando a resistência ao circuito e reduzindo a corrente. Ao atingir um valor dentro dos limites de corrente, os pontos de contato se fecham e o circuito retorna ao seu funcionamento rotineiro.  

Características

Já que há diversos tipos de limitadores de corrente há algumas características que devem ser levadas em consideração na escolha:

  • Impor baixa impedância em regime permanente
  • Ter o menor tempo de transição entre o estado normal e estado de falta
  • Não necessitar de troca após momentos de curto

Atualmente esse tipo de componente está presente nas usinas de geração de energia por meio dos Reatores de Ar que já possui dimensões maiores e que deve-se levar em consideração outras variáveis como efeito Joule. Outro componente são os dispositivos pirotécnicos que utilizam determinadas substâncias químicas para provocar reações e corta o fluxo de corrente por completo, a direcionando a outra rota.

Reatores de Núcleo de ar em Mogi Cruzes

Referências:

Armazenamento de Energia: Funcionamento, Importância e Tendências

Armazenamento de Energia: Funcionamento, Importância e Tendências

Tendo um mercado com a tendência de crescimento de 12,8% ao ano até 2040, o armazenamento de energia é uma engrenagem importante no funcionamento das redes elétricas. Esta consiste basicamente em manter a energia em um determinado ponto para que ela possa ser transportada ou mantida para a posteridade. 

Tendo em vista-o desenvolvimento tecnológico recente a energia elétrica tornou-se facilmente gerada, transmitida e transformada. No entanto, o armazenamento ainda passa pelo estágio de desenvolvimento de métodos mais eficiente e baratos, assim gerando possíveis perdas no sistema de distribuição de energia. Isso afeta principalmente os sistemas de energias renováveis que não tem uma forma de produção de difícil gerenciamento, já que depende muitas vezes de fatores climáticos. 

Funcionamento

A energia elétrica em si não pode ser armazenada, precisando transformá-la em outros tipos como a química, térmica ou mecânica. Os sistemas de armazaneamento são primeiramente divididos de acordo com sua capacidade tendo os sistemas de larga escala (trabalha com escalas de GigaWhatts), armazenamento de rede ou sistemas de geração (trabalha com MegaWhatts) e o armazenamento a nível de usuário final (trabalha com KiloWhatts e unidades menores).

Os sistemas mais usados atualmente são:

  • Armazenamento Hidrelétrico: sistema rentável e seguro que utiliza o acúmulo de água em ambientes elevados e com base na força gravitacional e na transformação de energias, permite o armazenamento de energia de forma principalmente mecânica.
  • Ar comprimido: Seguindo também a forma mecânica, este sistema consiste no armazenamento de energia por meio da compressão de ar em ambientes subterrâneos em momentos de baixa carga na rede para posteriormente se liberado e reconvertido em energia elétrica.

Tendências

Baterias de Lítio
https://www.standvirtual.com/diarioautomovel/diferencas-baterias-estado-solido-litio/

Com os avanços científicos recentes, este mercado recebeu novas tecnologias de armazenamento. Alguns deles são:

  • Baterias de Lítio: o elemento lítio é um dos menores elementos da tabela periódica, podendo acumular grandes quantidades de energia fazendo uso dos íons de lítio como principal componente eletroquímico. No entanto, tem custo de produção elevado, por conta do investimento necessário na extração do Lítio e seu preparo para armazenar energia. Contudo, segundo a BloombergNEF estas baterias está em queda em razão da queda de preços das matérias primas. Além disso, são umas das principais tendências do mercado por conta da sua forma presença em automóveis elétricos e comparado a outros métodos, essas baterias tem peso reduzido e alta eficiência.
  • Armazenamento em Hidrogênio: Envolvendo a eletrólise da água, a energia elétrica separa o hidrogênio do oxigênio. É um método procurado pois é limpa e versátil
  • Supercondensadores: Também conhecido como ultracapacitor, este armazena energia por meio de cargas eletrostáticas. São procurados por conta de sua capacidade de carregar e descarregar em um curto espaço de tempo, sendo assim, muito importantes quando se trabalha com picos de energia.

Assim, podemos perceber que o armazenamento de energia é crucial em diversas partes da rede elétrica estando presente nos mais diversos pontos no nosso dia a dia.

IBERDROLA. Armazenamento eficiente de energia. Disponível em: https://www.iberdrola.com/sustentabilidade/armazenamento-eficiente-de-energia. Acesso em: 15 jan. 2025.

N. Leite, M. Delgado and F. Hage. Os Desafios do Armazenamento de Energia no Setor Elétrico. FGV Energy 2017.

ABACQUE. Estudo de mercado sobre armazenamento no Brasil. 2017. Disponível em: https://abaque.com.br/wp-content/uploads/2017/07/Estudo_Mercado_Armazenamento_Brasil.pdf. Acesso em: 15 jan. 2025.

REDES SOCIAIS