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Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica PROF. LUCAS CLAUDINO Geração de energia elétrica – Aula 03 2 Recapitulando • SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA: • História; • Características; • Operação. • GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA: • Panorama geral; • Brasil; 3 Transmissão de energia elétrica O sistema de transmissão é formados por torres, isoladores e subestações; Fonte: adaptada de Abradee (2017). Distribuição de energia elétrica O sistema de distribuição é formado por postes isoladores e subestações; Fonte: adaptada de Abradee (2017). A estrutura de um SEP compreende sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica; Kagan, Oliveira e Robba (2010, p. 3). Requisitos de um sistema de proteção: Seletividade; Zonas de atuação; Velocidade; Sensibilidade; Confiabilidade; Automação; Histórico • Surgimento no final do século XIX; • Em 1995, houve a segregação das atividades de geração, transmissão e distribuição → permitiu a competição no setor elétrico (geração e comercialização) → aprimorou o sistema de regulação (transmissão e distribuição); • Gestão do setor é realizada pelo poder público e pelo setor privado; Organização Estrutura organizacional do setor elétrico brasileiro; adaptada de ABRADEE (2017) Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica no Brasil 10 Geração de energia elétrica no Brasil Matriz energética brasileira para a produção de eletricidade adaptada de EPE (2017, p. 16). O Brasil pode ser considerado um país pouco poluente na geração de energia elétrica; Soluções energéticas para o desenvolvimento sustentável: Minimizar a utilização de combustíveis fósseis; Melhorar a eficiência energética da produção ao consumo; Politicas energéticas para incentivar fontes limpas e renováveis; Transmissão de energia elétrica no Brasil • Linhas extensas → distância entre geradores e consumidores; • Sistema Interligado Nacional → todo o Brasil, exceto regiões no Norte do país e do Mato Grosso; • SIN transporta a energia de mais de 99% da energia consumida no Brasil; Sistema interligado Nacional www.ons.org.br ONS (2017). http://www.ons.org.br/ Vantagens do SIN: Aumento da estabilidade → absorve grandes variações de demanda; Aumento da confiabilidade → caminhos alternativos para o fluxo de energia; Aumento da disponibilidade → capacidade de produção melhor aproveitada; Aumento da economia → importação de energia de áreas com alta disponibilidade e baixa demanda; Desvantagens do SIN → custo de investimento inicial e esquemas de proteção mais complexos. Distribuição de energia elétrica no Brasil • Altamente regulada e fiscalizada; • Existência de critérios e indicadores de qualidade de energia; • Gerenciamento da microgeração é o desafio atual; • Sistema de Compensação de Energia Elétrica → consumidores geram a sua própria energia; ATIVIDADE DE INTERAÇÃO MOMENTO DE DÚVIDAS 17 DÚVIDAS? Formas de geração de energia elétrica no Brasil 18 Fluxo energético no Brasil (2015) -> geração e consumo EPE (2016, p. 42). Usinas hidroelétricas • Fonte hidroelétrica está no topo da matriz energética brasileira (64% do total, 394,2 TWh)→ 2 etapas na geração; • A usina hidroelétrica apesar de utilizar uma fonte renovável, causa impactos ambientais; Energia potencial Energia cinética Energia elétrica Centrais Geradoras Elétricas (CGH) • Até 1 MW Pequenas Centrais Hidroelétricas (PCH) • Entre 1,1 e 30 MW Usina Hidrelétrica de Energia • Mais de 30 MW Usinas termoelétricas • Queima do combustível gera o aquecimento de água que se transforma em vapor e gira as pás da turbina; • 32,6 % da produção nacional (200 TWh); • Elevados níveis de poluição (óxido de enxofre); • Impacto ambiental (ar): nulo para nuclear, pequeno para gás e biomassa, e alto para carvão e petróleo; • Energias solar e eólica ainda pouco representativas no cenário nacional → livres de emissão na operação, mas não em sua fabricação; • O ONS tem a função de operar o sistema, garantindo a sua estabilidade; • Formas de geração: Despacháveis → controle do montante gerado; Não despacháveis → não há controle (direta dependência das condições climáticas); Cogeração e geração distribuída no cenário brasileiro 23 Cogeração de energia elétrica • É a produção combinada de energia elétrica e térmica, a partir de uma mesma fonte de energia; • Energia térmica utilizada diretamente no processo de manufatura → eficiência de 3 a 4 vezes maior que no processo convencional; • Impactos ambientais menores →maior eficiência; Geração distribuída • É a geração de energia elétrica próximo das cargas (consumidores finais); • Sistemas de geração de energia renovável (predominante) ou cogeração qualificada; Microgeração distribuída •Até 75 kW Minigeração distribuída •Entre 75 kW e 5 MW Benefícios da geração distribuída: Matriz energética diversificada e mais sustentável; Investimentos na geração centralizada e em linhas de transmissão podem ser adiados; Não há perdas na transmissão; Maior aproveitamento dos recursos (cogeração); Sistema de compensação de energia → forma de injetar e consumir energia da rede; Sistemas fotovoltaicos residenciais em expansão;