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Data Centers e a Rede Elétrica

Em 1920, a humanidade experienciava algo impressionante: podia-se ouvir informações mesmo há quilômetros de distância. A popularização do rádio comercial revolucionou a forma de acesso à informação, e os desdobramentos advindos da democratização desta tecnologia alterou o modo de vida cotidiano. Agora, era estratégico ouvir o rádio antes de sair de casa, para saber das notícias, do trânsito, opiniões, etc. Já nos anos 2020, o rádio é cotidiano, e a grande revolução da vez é a capacidade de obter informações de forma instantânea, com poucos cliques na tela. A introdução da Inteligência Artificial no dia a dia da população mundial revolucionou a forma de obtenção de informação, 100 anos depois da popularização do rádio.

Fonte: Getty Images

Porém, para além das mudanças num contexto social, a popularização da IA trouxe consequências e novas preocupações no contexto do sistema elétrico de potência, e estas preocupações tem nome: Data Centers.

Data Centers são estruturas físicas que reúnem e comportam equipamentos de computação como firewalls, servidores e switchers, e têm como principais objetivos: transferências de informações, armazenamento e gestão de dados computacionais. Data Centers são largamente usados para treinar e implementar serviços de Inteligência Artificial, o que culmina na previsão do crescimento de instalações destas estruturas.

Fonte: Eixos

Devido ao crescimento do uso de Inteligência Artificial, até mesmo no cotidiano de pessoas comuns, os Data Centers apresentam agora uma carga relevante para o Sistema Elétrico, demandando altos valores de energia para funcionarem. Um dos agravantes desta demanda excessiva é a necessidade de refrigeração do local, para evitar danos devido às grandes temperaturas que os dispositivos podem alcançar durante o processamento dos dados.

Como administrar uma demanda de carga que cresce rapidamente? De acordo com o Ministério de Minas e Energia, já são 52 pedidos de acesso ao SIN por parte de empresas de Data Centers, e a previsão de demanda para 2035 no Brasil é de 13,2 GW. Para administrar e avaliar as possibilidades destes 52 pedidos de conexão à rede elétrica, os a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) avaliam os pedidos, e verificam fatores como: capacidade do sistema, crescimento estimado do sistema (esse número, provindo dos balanços energéticos da Empresa de Pesquisa Energética (EPE)) nos próximos anos.

O Brasil se mostra altamente interessado em ser um destino de instalação de data centers, evidenciado pelo lançamento da Medida Provisória nº 1.318/2025, em que concede benefícios fiscais para Data Centers, criando o Regime Especial de Tributação para Serviços de Datacenter (REDATA). Com essa pretensão, o Sistema Elétrico Brasileiro vem sendo preparado e analisado para a inserção desta demanda, de forma cautelosa e pensada.

Referências:

https://www.ibm.com/br-pt/think/topics/ai-data-center

https://www.ons.org.br/Paginas/Noticias/details.aspx?i=11485

https://www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/noticias/conexao-de-data-centers-a-rede-eletrica-supera-50-pedidos-segundo-mme

https://www.cepel.br/2025/04/09/data-centers-como-funcionam-tipos-e-impacto-na-eficiencia-energetica-do-setor-eletrico/

https://eixos.com.br/newsletters/dialogos-da-transicao/disparada-dos-data-centers-pressiona-rede-eletrica-e-desafia-planejamento/

Reator em derivação

Fonte: FRONTIN, Sergio. Equipamentos de alta tensão: prospecção e hierarquização de inovações tecnológicas. Brasília: Teixeira, 2013. Pg.282

O que são ?

No sistema elétrico de potência, para que a transmissão de grandes blocos de energia seja eficiente é necessário o controle dos níveis de tensão no sistema, ocorrido de variações de energia e consumo da energia elétrica. Durante alguns períodos do ciclo de carga diário do sistema elétrico é caracterizado por ter baixa demanda das cargas o que ocasiona em aumento da potência reativa injetada, onde os níveis de tensão são elevados. A estabilização desses valores de tensão é alcançada através do controle da potência reativa, que são fundamentais para a segurança das instalações e equipamentos.

O reator em derivação é um dos principais dispositivos indutivos utilizados para o controle de tensão. Tem a função de captar o excesso de potência reativa capacitiva natural da linha das linhas de transmissão, reduzindo e mantendo os valores de tensão em nível adequado. Além disso, tem a função de reduzir sobretensões nos surtos de manobra e variar de forma artificial o comprimento de linhas.

Existem dois tipos de reatores de derivação fixa e variável. Os reatores em derivação fixo são utilizados para condições mais definidas do sistema e são mais econômicos. Por outro lado, os reatores em derivação variável lidam com fluxos de energia flutuantes sendo mais flexíveis e eficientes, onde promovem o ajuste de potência nominal do reator às necessidades do sistema.

A figura abaixo mostra um diagrama simplificado com a presença de um reator em derivação de linha conectado a linha de transmissão a barra de subestação e ao terciário de um autotransformador.

Fonte: FRONTIN, Sergio. Equipamentos de alta tensão: prospecção e hierarquização de inovações tecnológicas. Brasília: Teixeira, 2013. Pg.281

Classificação

Os reatores em derivação são classificados de acordo com a sua localização. São eles o reator de linha, reator de barra e reator terciário.

Reator de linha: São instalados diretamente em pontos de extremidade das linhas de transmissão, especialmente em linhas longas. São conectados entre fase e terra em cada fase da linha, geralmente trifásicos, mas em tensões muito altas pode sem monofásicos. Tem como função compensar a potencia reativa capacitiva quando as linhas estão com poucas cargas ou a vazio, controlar o perfil de tensão ao longo da linha e reduzir o efeito Ferranti que ocasiona sobretensão no final da linha em vazio.

Reator de barra: São empregados diretamente nos barramentos de subestações. Esse tipo de reator não está associado a uma linha particular, mas sim à barra como um todo.

Reator terciário: São conectados ao enrolamento terciário de um autotransformador.

Quanto a forma de conexão existe dois tipos de reatores, pode ser classificado como manobrável e não manobrável. O manobrável é ligado temporariamente e pode ser ajustado através de disjuntores. O não manobrável possui ligação fixa e permanente ao sistema elétrico.

Referências

FRONTIN, Sergio de Oliveira (Org.). Equipamentos de alta tensão: prospecção e hierarquização de inovações tecnológicas. Brasília: Teixeira, 2013. 934 p

Siemens-Energy. Reatores de derivação e reatores em série. Disponível em:https://www.siemens-energy.com/global/en/home/products-services/product/reactors.html

OpenDSS e o estudo de sistemas elétricos de potência

O OpenDSS é uma ferramenta virtual muito versátil e de grande utilidade para o estudo de sistemas elétricos de potência, pois nele é possível analisar e simular diferentes situações que acomete uma rede, assim como obter as suas diferentes respostas. Nesse texto serão apresentados maneiras que ele pode ser utilizado para fins de pesquisa de uma determinada rede ou apenas para a análise pontual de um determinado evento.

O OpenDSS foi originalmente criado em 1997 por Roger Dugan e Thomas McDemontt como Distribution System Simulator para solucionar os desafios da área de distribuição de energia na época, sendo uma das pioneiras nesse quesito. Em 2004 a empresa Electric Power Research Institute (EPRI) comprou os direitos do programa e o distribuiu em código aberto com intuito de que mais pessoas pudessem colaborar com o seu desenvolvimento, tendo seu nome alterado para o que ele é atualmente: OpenDSS

Sua implementação era inicialmente feita pelas linguagens Delphi e C++, no entanto, com o envolvimento da comunidade e seu código open-source permitiram que o OpenDSS fosse acessível e programável a partir de outros softwares através da Interface Component Object Model (COM). Com essa interface você pode escrever seu código no RStudio ou Matlab e conseguir projetar o circuito e suas respostas no OpenDSS, aumentando a versatilidade do programa.

Além desses exemplos, uma maneira que se tornou muito popular foi o controle utilizando a linguagem Python, sendo feita possível com pacotes a serem instalados tanto no OpenDSS quanto no seu ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) em Python, que são a interface py-dss-interface e e a extensão OpenDSSDirect.py.


Circuito exemplo IEEE 13 barras.

Acima está apresentada uma rede de exemplo que vem junto do programa, o IEEE 13 Barras, onde nele é possível determinar alguns elementos. A linha verde simboliza o gerador, as linhas cinzas são transformadores e os círculos vermelhos são pontos de conexão da rede com outras linhas. Os círculos azuis são as cargas que serão entregue a potência dessa rede.

Das funcionalidades, vai do básico, como verificar níveis de tensão e corrente em certos pontos, até o mais avançado, como estudo de curtos circuitos e de fluxo de potência. Dos curtos, utilizando o comando fault study, peca somente nos curtos bifásicos-terra, porém ele analisa as faltas simétricas (trifásicas), monofásicas e os curtos fase-fase (bifásico). Do fluxo de potência, é possível analisar como a rede se comportaria com a instalação de novos elementos, como geradores eólicos e fotovoltaicos, sendo possível estudar e testar a viabilidade da alocação dessas diferentes fontes em uma rede específica. 

No quesito de modelagem, o usuário pode criar novas redes ou criar uma rede de distribuição real de uma cidade, bairro ou região que desejar, apenas programando na linguagem desejada e implementando com o programa. 

Em conclusão, o OpenDSS é uma ferramenta muito versátil que permite estudar os diferentes aspectos que uma rede elétrica de distribuição de energia pode apresentar, sendo muito importante desde sua criação para os pesquisadores dessa área. Existem muitas mais funcionalidades que o programa possui que não seria possível citar todas aqui, ficando a critério do leitor para instalar e experimentar, desenvolvendo também a comunidade de estudiosos dos sistemas de distribuição elétrica.

REFERÊNCIAS 

  • RADATZ, Paulo Ricardo. Modelos avançados de análise de redes
  • elétricas inteligentes utilizando o software OpenDSS. Universidade de São Paulo–USP, Escola Politécnica.

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:

Identificação de Potência por Métodos Não Invasivos

Para que servem os Métodos Não Invasivos?

Por conta do crescimento do consumo de energia elétrica, o tema da eficiência energética tem sido procurado por uma boa parte do público brasileiro num geral. Dessa forma, os Métodos Não Invasivos de medição de energia se tornaram fundamentais nesse quesito, como é o exemplo das Smart Grids (redes inteligentes), uma vez que a utilização desses mecanismos colabora para identificar e diminuir boa parte do consumo de energia elétrica, criando uma rede inteligente de geração, distribuição e consumo.

Imagem 1: Smart Grid

Fonte: IEEE Innovation At Work (2025)

Existem exemplos desses métodos?

Podemos citar e explicar um exemplo de dispositivo que contribui para a implementação de uma Smart Grid (rede inteligente) nas residências: o SCT-013. Esse dispositivo é um medidor não invasivo de corrente alternada do tipo “clamp”: você abre o sensor e o coloca em torno de um único condutor (fase, neutro, terra), fazendo com que ele traga medidas do campo magnético gerado pela corrente elétrica no fio condutor. Além disso, ele possui modelos diferentes de montagem, como é o exemplo do SCT-013-030, que, através de um circuito interno, realiza a leitura do campo magnético e converte a saída em tensão, facilitando a análise da potência consumida por meio de microcontroladores, como o Arduino.

Imagem 2: SCT-013-030

Fonte: YHDC CT Sensors

Conclusão

Portanto, vimos que a utilização de Métodos Não Invasivos para medição de potência elétrica e a instalação de Smart Grids são completamente viáveis e importantes quando se trata do ponto de controle do consumo de energia em residências, pontos comerciais e diversos tipos de estabelecimentos.

Referências

https://docs.openenergymonitor.org/electricity-monitoring/ct-sensors/introduction.html

https://diyprojectslabs.com/measure-ac-current-using-arduino-and-sct-013/

https://proceedings.science/cbqee-2021/trabalhos/metodo-para-o-monitoramento-nao-invasivo-de-cargas-eletricas-residenciais/

O Planejamento da Energia Elétrica

Um dos pilares de uma boa administração de recursos e de um crescimento exitoso, é o planejamento. A capacidade de geração de energia elétrica que um país possui está associada à soberania nacional, ao seu desenvolvimento social, e à sua economia, de forma que para qualquer movimento de crescimento, esta nação necessita de um bom planejamento energético.

Fonte: ONS (2025)


O Brasil possui uma matriz energética diversificada e majoritariamente renovável, com forte presença de fontes hidráulicas, eólicas e solares. O planejamento energético diz respeito a como o país se relacionará com as demandas e tecnologias futuras, de modo a fazer projeções de consumo, fomentar o desenvolvimento de tecnologias de acompanhamento do comportamentos da geração etc, visando viabilizar o desenvolvimento tecnológico, econômico e social. Na esfera nacional, esse processo é coordenado por instituições como o Ministério de Minas e Energia (MME) e a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), que elabora o Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE), com os dados provenientes do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).

O processo envolve diversas etapas, que começam pela análise do crescimento do consumo de energia em setores como indústria, transporte, comércio e residências. A partir disso, avalia-se a infraestrutura existente — como usinas, linhas de transmissão e redes de distribuição — de modo a identificar se ela será suficiente, se precisará de reforços ou se demandará a expansão da capacidade de geração. Além da análise técnica, o planejamento energético incorpora também aspectos econômicos, sociais e ambientais, o que inclui a estimativa de custos, os impactos sobre comunidades e ecossistemas e a adequação às metas climáticas nacionais e internacionais.

Além disso, a eficiência energética e o desenvolvimento de novas tecnologias, como baterias, veículos elétricos e hidrogênio verde, fazem parte do planejamento. A EPE publica relatórios como o Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) e o Plano Nacional de Energia (PNE), além do Balanço Energético Nacional (BEN), que reúne os dados de produção, importação, exportação e consumo de energia no país.

Fonte: EPE (2025)

Planejar a energia de um país não é apenas uma questão técnica; é uma decisão estratégica que envolve soberania nacional, inclusão social e proteção ambiental. Um bom planejamento energético é aquele que antecipa riscos, otimiza recursos e prepara o país para um futuro mais limpo, seguro e sustentável. Nesse sentido, ele deve ser tratado como política de Estado, com participação ativa de órgãos reguladores, setor privado, universidades e sociedade civil, garantindo que as decisões tomadas hoje fortaleçam o bem-estar das gerações futuras.

Referências:

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Planejamento energético e a EPE. Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/planejamento-energetico-e-a-epe#:~:text=Podemos%20entender%20ainda%20como%20%E2%80%9Cprever,em%20O%20que%20%C3%A9%20energia. Acesso em: 14 abr. 2025.

OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO (ONS). O sistema em números. Disponível em: https://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/o-sistema-em-numeros. Acesso em: 14 abr. 2025.

MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA (MME); EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Plano Nacional de Energia 2030 – PNE 2030. Brasília: MME/EPE, 2007. Disponível em: https://sbpe.org.br/index.php/rbe/article/download/302/283/. Acesso em: 14 abr. 2025.

Estações Solarimétricas

O que são as estações?

Uma estação solarimétrica é constituída por uma serie de equipamentos capacitados a reunir dados relacionados à radiação solar e outros parâmetros meteorológicos e clima. Ao reunir esses dados, a estação é capaz de fornecer informações relevantes para a construção de sistemas fotovoltaicos.

Imagem 1: Usina Fotovoltaica

Fonte: Solled energia/Divulgação

Como funciona e como é constituída?

As estações devem seguir um padrão estabelecido pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE) do Governo Federal. Todos os dados coletados são colocados em simulação para determinar locais adequados de instalação de uma futura usina fotovoltaica.

Imagem 2: Estação Solarimétrica

Fonte: Canal Solar/Divulgação

Anemômetro: É um sensor que mede a velocidade do vento.

Piranômetro: Mede a irradiância solar.

Termômetro: Sensor que mede a temperatura do ar.

Painel Solar de Alimentação: Fornece a energia para a operação do sistema.

Esses componentes atuam em conjunto, possuindo o painel solar como fonte de energia. O termômetro desempenha papel fundamental, pois, temperaturas muito altas prejudicam a eficiência energética de uma possível usina, assim como o anemômetro, que ao identificar ventos em excesso mostra que é uma possível área que causa resfriamento nas placas. O piranômetro ao medir a irradiância solar, mostra se o local tem uma boa incidência e capacidade de gerar energia.

Conclusão:

A estação solarimétrica desempenha papel fundamental na construção e planejamento de usinas fotovoltaicas, em decorrência da sua capacidade de avaliação do clima, da irradiância e dados meteorológicos, além de ser um sistema que utiliza energia solar para seu funcionamento, portanto autossustentável.

Referências:

https://sigmasensors.com.br/estacao-solarimetrica

https://canalsolar.com.br/o-que-e-uma-estacao-solarimetrica-padrao-epe

https://www.fotovoltec.com.br/images/materia_arquivos/Fotovoltec.EstacaoSolarimetrica.pdf

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.

Banco de capacitores para correção do fator de potência

Banco de capacitores

Os bancos de capacitores são dispositivos que armazenam e liberam energia elétrica de forma controlada. Eles são projetados para compensar a potência reativa indutiva, comum em cargas como motores elétricos, transformadores e luminárias que estão presentes nas instalações elétricas. Ao introduzir capacitores no sistema, é possível diminuir a potência reativa, melhorando o fator de potência e consequentemente a eficiência energética. Caso ainda não saiba o que é o fator de potência ou como é realizada a sua correção, você pode ler nosso texto sobre isso no seguinte link: importância do fator de potência na distribuição de energia

Os bancos de capacitores podem ser classificados em:

  • Fixos: Funcionam continuamente e são indicados para cargas com consumo constante de potência reativa, onde não há muita variação. Associado a ele deve haver um sistema de proteção para evitar fator de potência capacitivo.
  • Automáticos: Operam de forma ajustável, ativando ou desativando os capacitores conforme a demanda de potência reativa. Possuem correção de fator de potência precisa e otimizada, ideal para locais onde há maior variação de potência reativa.

Imagem 1: Exemplo de banco de capacitores fixo

Fonte: https://www.eccel.com.br/e2tech/-fc3s-60kvar-380v-banco-fixo-de-capacitores-380v-3x20kvar-trifasico-sibratec

Dimensionamento do banco de capacitores

O dimensionamento do banco de capacitores é uma etapa crítica para garantir a eficácia do sistema e evitar problemas futuros. Ele segue os seguintes passos:

  1. Medição da potência reativa: Utiliza-se equipamentos de medição para determinar a potência reativa (kVAr) necessária para corrigir o fator de potência.
  2. Cálculo da potência ideal: Com base no fator de potência atual e no fator de potência desejado, calcula-se a potência reativa que o banco de capacitores deve fornecer. A fórmula básica é:
    Q’ = P * tan(θ-θ‘)
    Onde:
    • Q‘ é a nova potência reativa do sistema (kVAr);
    • P é a potência ativa, que não é alterada (kW);
    • θ é o ângulo correspondente ao fator de potência atual;
    • θ’ é o ângulo correspondente ao fator de potência desejado.
  3. Potência fornecida pela capacitor: Obtemos então a potência que deve ser fornecida pelo capacitor por uma simples subtração: Qc = Q – Q’
  4. Cálculo da impedância: Com a potência do capacitor, calculamos a impedância do capacitor por: Zc=V²/Qc
    Onde:
    • Zc é a impedância do capacitor que será utilizado (Ω);
    • P tensão de linha do sistema (V);
    • Qc potência do capacitor que calculamos anteriormente;
  5. Cálculo da capacitância: De posse da impedância (Zc), para calcularmos a capacitância basta aplicar a fórmula: C=1/(ωZ), resultado em Faraday (F). C é o valor de capacitância de todo o banco de capacitores, considerando o cenário de instalação trifásica, C deve ser dividido por 3 para obter o valor de apenas um capacitor do banco.
    Onde:
    • ω é a frequência angular da rede, dada por 2πf, em que f é a frequência da rede (valendo 60Hz no Brasil)
  6. Por fim, sabendo o capacitor necessário para corrigir nosso fator de potência ao valor desejado, basta comprá-lo e instalá-lo. O exemplo dado foi para dimensionamento de um banco de capacitores fixo.

Conclusão

Mostramos de forma simplificada como podemos dimensionar um banco de capacitores para uma instalação que está sofrendo com potência reativa indesejada. Isso nos evidencia a importância dos bancos de capacitores e como eles podem ser uma solução muito útil para corrigir o fator de potência de uma instalação, reduzindo essa potência reativa e garantindo uma melhor eficiência energética.

Referências

NILSSON, James W; RIEDEL, Susan A. Circuitos Elétricos. 10ª Edição. Pearson, 2016.

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