TECNOLOGIAS E APLICAÇÕES DE SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA PARA SUPORTE À INTEGRAÇÃO DE FONTES RENOVÁVEIS NO BRASIL
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2022.1138Palavras-chave:
Banco de Baterias, Geração Distribuída, Energia SolarResumo
A necessidade de adequação dos sistemas de energia elétrica às novas realidades com a inclusão de conceitos como controle de qualidade, eficiência e automação faz com que sejam necessários estudos de diferentes topologias e equipamentos para conferir a este sistema maior flexibilidade e confiabilidade. Desde a geração da energia elétrica, passando pela distribuição e transmissão e chegando à comercialização e consumo, diversos aspectos e sistemas foram desenvolvidos e introduzidos nas redes para que estes estivessem cada vez mais contextualizados com a nova era da informação. A maior inserção de fontes renováveis de energia nos sistemas elétricos é um dos pontos principais para a necessidade do desenvolvimento de novas soluções para as redes elétricas. Tendo em vista principalmente a adoção de geração fotovoltaica (FV) como recurso emergente, o equilíbrio entre a geração e o consumo tende a ser cada vez mais complexo para as redes de distribuição e por isso os sistemas de armazenamento de energia em bancos de baterias (BESS, Battery Energy Storage Systems) surgem como uma alternativa, principalmente por permitir a flexibilização na operação dos sistemas e por sua modularidade possibilitar a atuação em diferentes escalas. Este trabalho tem por objetivo fazer uma revisão sobre as tecnologias mais utilizadas de BESS e suas aplicações principais e secundárias para sistemas de geração distribuída, especialmente sistemas fotovoltaicos. Por meio de estabelecimento de benchmarking verificou-se que atualmente no Brasil os sistemas BESS compostos por baterias de íons de lítio representam cerca de 90% da capacidade instalada, o que está em acordo com a tendência mundial, seguindo o viés de crescimento. Além disso, percebeu-se que 65% destes sistemas possuem integração com geração FV, representando um sistema de suporte à intermitência das fontes renováveis.
Downloads
Referências
Akhil, A. A. et al. DOE/EPRI 2013 Electricity Storage Handbook in Collaboration with NRECA. Disponível em: <https://www.energy.gov/sites/default/files/2013/08/f2/ElecStorageHndbk2013.pdf>. Acesso em: 30 out. 2021.
Amin, s.; Boloorchi, M. Behind the Meter: Battery Energy Storage Concepts, Requirements, and Applications, 2020. Disponível em: <https://smartgrid.ieee.org/newsletters/september-2020/behind-the-meter-battery-energy-storage-concepts-requirements-and-applications>. Acesso em: 26 out. 2021.
ANEEL, “Chamada de P&D da ANEEL atinge meio bilhão de reais de investimentos em mobilidade elétrica,” 2019. Disponível em: < https://www.aneel.gov.br/>. Acesso em 06. Dez. 2021.
ANEEL, “Nota Técnica no 076/2021- SRD/ANEEL,” 2021. Disponível em: < https://www.aneel.gov.br/>. Acesso em: 6 dez. 2021.
ANEEL, “Nota Técnica no 094/2020-SRG/ANEEL” 2020. Disponível em: https://www.aneel.gov.br/>. Acesso em: 6 dez. 2021.
ANEEL. Projeto de P&D da ANEEL recebe menção honrosa em premiação na Inglaterra, 2019b. Disponível em: < https://www.aneel.gov.br/>. Acesso em: 22 out. 2021.
Bortoni, E. C.; Silva, Y. F. F. C. DA. Sistemas De Armazenamento De Energia Elétrica Em Redes Inteligentes: Características, Oportunidades E Barreiras. Revista Brasileira de Energia, v. 22, 2016.
CANALENERGIA. P&D da Engie em armazenamento deve terminar em 2022, 2021. Disponível em: <https://www.canalenergia.com.br/noticias/53175193/pd-da-engie-em-armazenamento-deve-terminar-em-2022>. Acesso em: 25 out. 2021.
Cantane, D. A.; Hideo, O.; Junior, A. Tecnologias de Armazenamento de Energia Aplicadas ao Setor Elétrico Brasileiro. SCIENZA ed. São Carlos/SP. 2020.
CESP. Armazenamento CESP, 2017. Disponível em: <https://www.cesp.com.br/pesquisa/projetos/>. Acesso em: 20 out. 2021.
CHESF. Chesf investe R$ 90 milhões em planta híbrida, 2020. Disponível em: <https://www.chesf.gov.br/_layouts/15/chesf_noticias_farm/noticia.aspx?idnoticia=645>. Acesso em: 16 nov. 2021.
Cosme, D. L. S. Análise de Desempenho da Operação da Microrrede Isolada da Ilha de Lençóis. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/340979149_UNIVERSIDADE_FEDERAL_DO_MARANHAO_CENTRO_DE_CIENCIAS_EXATAS_E_TECNOLOGIA_PROGRAMA_DE_POS-GRADUACAO_EM_ENGENHARIA_ELETRICA_Analise_de_Desempenho_da_Operacao_da_Microrrede_Isolada_da_Ilha_de_Lencois>. Acesso em: 29 out. 2021.
CPFL. Projetos de Armazenamento de Energia da CPFL Energia entram em operação, 2021. Disponível em: <https://www.cpfl.com.br/releases/Paginas/projetos-de-armazenamento-de-energia-da-cpfl-energia-entram-em-operacao.aspx>. Acesso em: 25 out. 2021.
Datta, A. Kalam, And J. Shi, “A review of key functionalities of battery energy storage system in renewable energy integrated power systems,” Energy Storage, no. November, pp. 1–21, 2021.
DELOITTE. Energy storage: Tracking the technologies that will transform the power sector. 2015. Disponível em: <https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/no/Documents/energy-resources/energy-storage-tracking-technologies-transform-power-sector.pdf >. Acesso em: 25 out. 2021.
ENERGYSAGE. Behind-the-meter: what you need to know, 2019. Disponível em: <https://news.energysage.com/behind-the-meter-overview/>. Acesso em: 25 out. 2021.
EPE, “Estudos do Plano Decenal de Expansão de Energia 2030: Micro e Minigeração Distribuída & Baterias,” 2020. Disponível em: <https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-490/topico-522/Caderno MMGD Baterias - PDE 2030 Rev.pdf.>. Acesso em: 06 nov. 2021.
FURNAS. Usina de Itumbiara terá sistema de geração solar fotovoltaica, 2020. Disponível em: <https://www.furnas.com.br/noticia/103/noticias/1401/usina-de-itumbiara-tera-sistema-de-geracao-solar-fotovoltaic>. Acesso em: 21 out. 2021.
GEPEA. Programa de Armazenamento de Energia da CPFL. [s.l: s.n.]. Disponível em: <http://seeds.usp.br/site/wp-content/uploads/2021/06/Seminário-17062021-Programa-de-Armazenamento-de-Energia-da-CPFL.pdf>. Acesso em: 5 nov. 2021.
GREENER. Estudo Estratégico Mercado de Armazenamento, 2021. Disponível em: <https://www.greener.com.br/produto/estudo-estrategico-do-mercado-de-armazenamento-de-energia-no-brasil-2021/>. Acesso em: 15 out. 2021.
IEA, “Renewables 2020,” 2020b. Disponível em: <https://www.iea.org/reports/renewables-2020>. Acesso em: 20 out. 2021.
IEA. Innovation in batteries and electricity storage, 2020a. Disponível em: <https://www.iea.org/reports/innovation-in-batteries-and-electricity-storage>. Acesso em: 20 out. 2021.
IRENA, “Behind-The-Meter Batteries,” 2019. Disponível em: < https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/Sep/IRENA_BTM_Batteries_2019.pdf>. Acesso em: 25 out. 2021.
IRENA, Electricity Storage Valuation Framework: Assessing system value and ensuring project viability. 2020. Disponível em: < https://irena.org/publications/2020/Mar/Electricity-Storage-Valuation-Framework-2020>. Acesso em: 25 out. 2021.
ITAIPU. Itaipu e exército inauguram sistema de energia para comunidades isoladas, 2016. Disponível em: <https://www.itaipu.gov.br/sala-de-imprensa/noticia/itaipu-e-exercito-inauguram-sistema-de-energia-para-comunidades-isoladas>. Acesso em: 10 nov. 2021.
ITAIPU. Itaipu recupera na Amazônia sistema de energia solar que reduz uso de gerador a diesel, 2020. Disponível em: <https://www.itaipu.gov.br/sala-de-imprensa/noticia/itaipu-recupera-na-amazonia-sistema-de-energia-solar-que-reduz-uso-de-gerad>. Acesso em: 10 nov. 2021.
ITEMM. ITEMM inicia operação de unidade de microrrede, 2020. Disponível em: <https://www.itemm.org.br/novidades/itemm-inicia-operacao-de-unidade-de-microrrede/>. Acesso em: 20 out. 2021.
Koohi-Fayegh, S.; Rosen, M. A. A review of energy storage types, applications and recent developments. Journal of Energy Storage, 2020.
Krishan and S. Suhag, “An updated review of energy storage systems: Classification and applications in distributed generation power systems incorporating renewable energy resources,” Int. J. Energy Res., vol. 43, no. 12, pp. 6171–6210, 2019.
LACTEC. Avaliação de tecnologias de armazenamento de energia e de soluções de gerenciamento da operação e manutenção para aplicação em sistemas isolados no Pantanal Sul-mato-grossense, 2019. [s.l: s.n.]. Disponível em: <https://www.energisa.com.br/Normas Tcnicas/Anexo IV Complementar à NDU 028 - Especificação de Equipamentos para Universalização.pdf>. Acesso em: 10 out. 2021.
LAZARD. LAZARD’S LEVELIZED COST OF STORAGE ANALYSIS — VERSION 6.0. Journal of Language Relationship. Disponível em: <https://www.lazard.com/media/451418/lazards-levelized-cost-of-storage-version-60.pdf>. Acesso em: 14 out. 2021.
Leite, L. H. D. M. et al. Impactos de um Sistema de Armazenamento de Energia de 1 MW na Rede de Distribuição de 13,8 kV - Desafios Técnicos, Econômicos e Regulatórios. SEMINÁRIO NACIONAL DE PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. Belo Horizonte, MG: [s.n.]. Disponível em: <http://www.bvr.com.br/snptee/xxvsnptee/public/GES/3817.pdf>. Acesso em: 10 nov. 2021.
Mallapragada, N. A. Sepulveda, and J. D. Jenkins, “Long-run system value of battery energy storage in future grids with increasing wind and solar generation,” Appl. Energy, vol. 275, no. June, p. 115390, 2020.
Mararakayne And B. Bekker, “Renewable energy integration impacts within the context of generator type, penetration level and grid characteristics,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 108, no. October 2018, pp. 441–451, 2019.
Mariano, J. D. A. et al. PV - Battery Energy Storage Progress in Brazil : A Review. 2021.
Martins, M. A. I. IMPLANTAÇÃO DE MICRORREDES INTELIGENTES: CONTRIBUIÇÃO AOS ASPECTOS REGULATÓRIOS. Tese de Pós- graduação - PPGEE - UFSC, 2020.
NEOENERGIA. Aposta da Neoenergia em microrrede de geração solar leva energia para o interior baiano, 2020. Disponível em: <https://www.neoenergia.com/pt-br/sala-de-imprensa/noticias/Paginas/aposta-neoenergia-microrrede-geracao-solar-leva-energia-para-interior-baiano.aspx>. Acesso em: 25 out. 2021.
Pereira, T. L. S. Participação da Produção Renovável no Mercado de Energia de Reserva de Regulação. 2020. Disponível em: <https://recipp.ipp.pt/bitstream/10400.22/17666/1/DM_TiagoPereira_2020_MEESE.pdf>. Acesso em: 25 out. 2021.
Pinho, J. T.; Galdino, M. A. Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos. Rio de Janeiro: CEPEL – CRESESB, 2014. v. 1
R. McMahon and L. Infante, “Harnessing the potential of energy storage,” Power Eng., vol. 121, no. 5, 2017.
R.Alumínio. Baterias de íons de alumínio: mais eficiência e sustentabilidade. Disponível em: <https://revistaaluminio.com.br/baterias-de-ions-de-aluminio-mais-eficiencia-e-sustentabilidade/>. Acesso em: 10 dez. 2021.
Riboldi, V. B. et al. Especificação Técnica de Sistemas de Armazenamento de Energia Conectados em Redes de Distribuição de Energia Elétrica: Contribuições e Experiências da CPFL Energia. 2020.
SINDISTAL. Furnas implanta projeto híbrido de solar, armazenamento e H₂ verde. Disponível em: <https://sindistal.org.br/noticias/furnas-implanta-projeto-hibrido-de-solar-armazenamento-e-h₂-verde/>. Acesso em: 22 out. 2021.
Souza, H. M. C. DE. Armazenamento De Energia Num Cenário De Evolução Das Energias Renováveis Variáveis. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia Elétrica.
Sperstad et al., “Cost-benefit analysis of battery energy storage in electric power grids: Research and practices,” IEEE PES Innov. Smart Grid Technol. Conf. Eur., vol. 2020-Octob, pp. 314–318, 2020, doi: 10.1109/ISGT-Europe47291.2020.9248895.
UFSC, F.-. USINA SOLAR CIDADE AZUL (USCA). Disponível em: <https://fotovoltaica.ufsc.br/sistemas/fotov/blog/2018/02/28/usina-solar-cidade-azul-usca/>. Acesso em: 25 out. 2021.
USP. PROJETO PD-00068-0038/2016: FORNECIMENTO DE SERVIÇOS ANCILARES COM SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA EM SISTEMAS ELÉTRICOS COM ELEVADA PENETRAÇÃO DE GERAÇÃO INTERMITENTE, 2019. Disponível em: <http://www.iee.usp.br/sites/default/files/anexoseventos/Marcelo_ApresentacaoEvento_parceria_embaixada_EUA 2019_07_24.pdf>. Acesso em: 20 out. 2021.
VALE. A Vale está instalando, no Rio de Janeiro, um dos maiores sistemas de armazenamento de energia em bateria para suprimento de demanda elétrica do país, 2020. Disponível em: <http://www.vale.com/brasil/pt/aboutvale/news/paginas/a-vale-esta-instalando-no-rio-de-janeiro-um-dos-maiores-sistemas-de-armazenamento-de-energia-em-bateria-para-suprimento-.aspx>. Acesso em: 20 out. 2021.
Zhang, C. et al. Energy storage system: Current studies on batteries and power condition system. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017.
