O que é uma micro-rede híbrida solar

Kiesse Sita-Kengue

Durante décadas, a maioria dos países confiaram em grandes redes elétricas para atender às necessidades de energia. Entretanto, muitos territórios no mundo ainda sofrem com uma rede elétrica defeituosa ou inexistente, o que é ampliado pelo crescimento econômico e demográfico da população que aumenta a demanda, que deverá aumentar 57% até 2050.   Com a queda do custo das tecnologias descentralizadas, o uso de múltiplas unidades locais de geração de energia, chamadas micro-rede, está se expandindo. Mais de 2258 projetos já foram rastreados em todo o mundo. Estas micro-rede são utilizadas principalmente no campo industrial e comercial, bem como em usinas elétricas para alimentar cidades e instalações industriais, pois oferecem uma alternativa de fornecimento de energia mais competitiva e confiável do que as redes de energia centralizadas.

O que é uma micro-rede?

Uma micro-rede é uma rede de distribuição de energia que depende de meios locais de produção de eletricidade. Ela é projetada para operar independentemente ou em sincronização com a rede nacional, dentro de uma área definida. Para que áreas isoladas ou remotas possam assegurar sua atividade econômica e se beneficiar de energia confiável, é necessário assegurar a produção e distribuição de eletricidade. É também uma oportunidade de lucrar com a energia distribuída limpa e renovável. Nota: O termo micro-rede também é frequentemente usado para descrever nano-redes e mini-redes. Não há uma definição exata, mas podemos defini-las assim:

  • Picorede (picogrid) são pequenos sistemas de fornecimento de energia que fornecem os itens conectados com capacidade limitada. Os aparelhos fotovoltaicos solares Pico estão sendo cada vez mais utilizados na África Subsaariana, por exemplo. Esses sistemas denominados Pico PV ou Sistema Solar Pico (SPS) são produzidos principalmente para áreas rurais com problemas de eletrificação onde a demanda de energia é muito baixa ou o custo de um Sistema Solar Doméstico não é acessível o suficiente para depender de uma nanorede.
  • As nanoredes (nanogrids) são domínios únicos de energia com uma única camada física de distribuição de energia. Embora ainda fornecendo energia com capacidade limitada, a escala das aplicações é mais importante do que a de um picogrid. Por exemplo, Nanogrid se aplica para Sistemas Solares Domésticos (SHS) onde cada casa é alimentada por um sistema fotovoltaico autônomo. Os SHS mais comuns são compostos de um único painel solar, uma bateria com um medidor pré-pago e uma tomada elétrica que oferece energia suficiente para abastecer uma casa com necessidades básicas de eletricidade.

 

  • Um sistema de micro-rede é um sistema de fornecimento de energia que consiste em cargas e recursos energéticos distribuídos, tais como fontes renováveis de energia, geração combinada de calor e energia, célula de combustível e sistemas de armazenamento de energia.
 

As micro redes podem operar independentemente ou em sincronia com a rede elétrica, garantindo o fornecimento com energia local e confiável em todos os momentos.

Do que é feita uma micro-rede?

Uma micro-rede é tipicamente composta de :

Geradores ou grupos geradores de combustível: A maioria das micro-rede depende de grupos geradores. Eles são uma fonte de eletricidade segura e confiável para todos os países. O combustível é facilmente armazenado e com alto fator de potência, é menos exigente/é facilmente gerenciado. A questão com os combustíveis fósseis é que o preço depende de eventos econômicos e políticos. Isto leva a incertezas financeiras para as empresas e serviços públicos que o utilizam como sua principal fonte de energia.  Apesar do combustível estar disponível em todos os lugares, a logística pode ser desafiadora e aumentar acentuadamente os custos finais enquanto aumenta as emissões de gases de efeito estufa (GEE). 

Fontes de energia renováveis (solar, eólica, hídrica): Os preços das energias renováveis caíram durante os últimos anos e agora são mais baratos do que os do combustível sem nenhum subsídio. Os preços dos módulos solares fotovoltaicos caíram cerca de 80% desde o final de 2009, enquanto os preços das turbinas eólicas caíram 30-40%, aumentando a implantação de tais tecnologias. Entretanto, o principal desafio está na intermitência para Solar e Eólica. Quando o sol se põe ou o vento sopra, não há produção de eletricidade proveniente de energias renováveis, o que é uma ameaça para o fornecimento de eletricidade.

Soluções de armazenamento de energia (baterias geralmente de lítio ou chumbo-ácido): O armazenamento de energia é um dos domínios de tendência do setor energético. Com a queda do custo dos Sistemas de Armazenamento de Energia (ESS), as baterias são vistas como uma solução para a falta de confiabilidade das energias verdes, pois elas podem compensar sua intermitência. Entretanto, as baterias ainda são caras e não podem compensar totalmente a geração de energia não regulada. 

Rede de energia (se disponível): Seja na rede ou fora da rede, o conjunto da frequência da micro-rede diferirá, seja assegurada pela rede, pelos grupos geradores ou pelas baterias, se necessário.    

Carga : Pode ser comercial, industrial ou residencial. Esta é a demanda de energia que é o ponto mais importante para uma micro-rede. Como seu objetivo é garantir um fornecimento de energia seguro, confiável e acessível.

As micro-rede tornaram-se competitivas com preços drasticamente mais baixos graças à queda acentuada dos custos de alguns componentes, em particular painéis fotovoltaicos, baterias e o desenvolvimento de sistemas de gerenciamento de energia (EMS) e controladores PowerPlant.

O melhor uso das micro-rede?

Uma micro-rede é uma rede de distribuição de energia que depende de meios locais de produção de eletricidade. Ela é projetada para operar independentemente ou em sincronização com a rede nacional, dentro de uma área definida. Para que áreas isoladas ou remotas possam assegurar sua atividade econômica e se beneficiar de energia confiável, é necessário assegurar a produção e distribuição de eletricidade. É também uma oportunidade de lucrar com a energia distribuída limpa e renovável.

 

As micro redes são mais adaptadas a territórios com fornecimento de energia insuficiente ou deficiente, para uma energia local e confiável a um custo acessível. A integração da produção local de energia renovável e do armazenamento de energia permite que a construção industrial em regiões isoladas limite os múltiplos resultados de uma possível interrupção da rede. Eles são também uma escolha perfeita para áreas rurais remotas. Até hoje ainda existem 646 milhões de pessoas no mundo que vivem sem acesso à eletricidade. Graças às micro redes, regiões remotas poderiam ser abastecidas por sistemas híbridos, utilizando sistemas solares fotovoltaicos ou qualquer outra fonte de energia renovável, baterias de armazenamento e geradores.

Conclusão

O uso de micro redes está aumentando gradualmente e como se pode ver no campo está em constante movimento Os recursos energéticos distribuídos permitem que a eletricidade seja gerada mais perto do local onde é utilizada, protegendo as empresas e instituições contra quedas inesperadas de energia elétrica.

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