Método de avaliação dos impactos técnicos e financeiros da integração de baterias em redes de distribuição com microgeração fotovoltaica

Abstract

A geração distribuída fotovoltaica (GDFV) tem crescido nos últimos anos, e a inserção de grandes quantidades de GDFV pode prejudicar os sistemas de distribuição, podendo piorar o nível de tensão ou aumentar as perdas técnicas e a demanda de pico da rede. Nesse contexto, os sistemas de armazenamento de energia por baterias (SAEBs) têm se mostrado como uma solução para mitigar os efeitos negativos da inserção de GDFV. Esta tese propõe um método de avaliação dos impactos técnicos e financeiros nos níveis de tensão, demanda de pico e perdas técnicas de sistemas de distribuição, decorrentes da integração de SAEBs associados à GDFV. Assume-se que a localização e o tamanho das SAEBs são definidos pelos consumidores, os quais empregam as estratégias de controle não-coordenadas de autoconsumo e arbitragem no preço. Por meio de simulações computacionais executadas no OpenDSS, este método foi aplicado em 23 alimentadores de uma distribuidora brasileira, considerando-se diversos níveis de penetração de GDFV/SAEB. As localizações de GDFV/SAEB e a seleção de irradiância solar, temperatura e curva de carga foram variadas com base no método de Monte Carlo. Como os impactos nos níveis de tensão, demanda de pico e perdas técnicas são expressos em unidades diferentes, eles foram estocasticamente convertidos em valores monetários para identificar a estratégia de controle que gera mais benefícios para as redes. Adicionalmente, foi proposta uma análise de risco da viabilidade econômica do conjunto de SAEBs instalados nos alimentadores. Os resultados mostram que a instalação de SAEBs com localização, tamanho e estratégia de controle definida pelos consumidores gera benefícios técnicos para o sistema de distribuição. Nas condições avaliadas, a análise de risco permite concluir que a arbitragem no preço deve ser priorizada na decisão de incentivos para níveis de penetração de até 30%. Acima disso, o autoconsumo deve ter prioridade no incentivo. Depreende-se dos resultados da análise de viabilidade econômica do conjunto de SAEBs que a instalação de baterias controladas pela arbitragem no preço é um investimento lucrativo para os consumidores de baixa tensão que aderiram à Tarifa Branca. Em contrapartida, o uso de baterias conforme o autoconsumo ainda é um projeto financeiramente inviável, considerando uma política de net billing. Por fim, foi possível observar que o pagamento de uma compensação financeira ao consumidor com valor igual ao benefício que ele gera na rede é suficiente para tornar a instalação de SAEBs conforme o autoconsumo lucrativa. Isso indica que devolver ao consumidor um benefício criado por ele mesmo ao implantar SAEBs é uma forma de incentivar a instalação de baterias sem fazer uso de subsídios. Cumpre salientar que os resultados apresentados neste estudo dizem respeito somente aos alimentadores investigados e, consequentemente, não podem ser generalizados. Contudo, a aplicação do método proposto a diferentes tipos de alimentadores pode auxiliar na formulação de propostas de políticas para incentivar a integração de SAEBs nos sistemas de distribuição.