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O que pode gerar multa de energia reativa após a instalação de geração distribuída?

 

Este post apresenta como é identificado o fator de potência, como ele é cobrado pela concessionária e porquê em alguns casos gera multas para quem implanta geração distribuída.

 

A energia reativa no sistema

 

Os consumidores das concessionárias de energia elétrica que são atendidos em média ou alta tensão se enquadram no chamado Grupo A. Dessa forma, eles possuem uma contratação de energia diferenciada, sendo dividida em demanda contratada, consumo de energia em horário de ponta e fora ponta, energia reativa consumida ponta e fora ponta.

Muitos equipamentos nas plantas industriais consomem duas formas de energia distintas, sendo uma a energia ativa e outra a energia reativa. Logo, com a composição das duas se tem a energia aparente ou total. Em vista disso, o fator de potência é determinado pela relação entre a energia ativa e a energia total com valor variando entre 0 e 1, conforme mostrado abaixo.

 

cálculo fator de potência

 

Embora a legislação indique que o consumo ou geração de energia tenha o fator de potência mais próximo de 1, admite-se que chegue a 0,92. O consumidor pode ser penalizado caso não obedecer a este requisito mínimo.

A energia medida em kVArh não faz o trabalho efetivo para o funcionamento dos equipamentos, porém é necessária na geração de campos eletromagnéticos que fazem com que os geradores, motores e transformadores funcionem.

 

Introdução de geração distribuída no sistema

 

Uma pergunta que os profissionais se fazem até encontrar o primeiro caso com este tipo de problemas é: “Por quê este cliente não pagava multa por energia reativa e agora paga um valor alto?”.

Após o autor realizar algumas verificações com um analisador de energia em um sistema fotovoltaico, foi possível identificar o efeito de fluxo reverso de energia. Em alguns horários a geração supre maior parte da energia ativa necessária para toda a indústria, onde se diminui a importação de energia ativa da concessionária, mantendo a importação de energia reativa.

Este evento faz com que a concessionária interprete como excedente de energia reativa em clientes do Grupo A. Assim isto pode acontecer com consumidores que tenham geração distribuída maior ou sua com próxima a carga instalada.

Para melhor entendimento, vamos utilizar 4 exemplos de fluxo de energia com a indústria solicitando uma carga de 100 kVA e de 40 kVAr, sendo um caso somente consumindo energia da concessionária outros 3 casos simulando a geração local com valores de fator de potência e quantidade de energia injetada diferentes:

 

Caso 1

 

Energia fornecida 100% pela concessionária de energia (sem geração), fazendo com que o fator de potência medido seja de 0,92.

geração distribuída 2

 

Caso 2

 

Geração de 180 kVA com fator de potência unitário e conectado a concessionária de energia, com o fator de potência baixando para 0,89 na medição.

 

geração distribuída 3

 

Caso 3

 

Geração de 110 kVA com fator de potência unitário e conectado a concessionária de energia, onde o fator de potência baixa para 0,24 na medição.

 

geração distribuída 4

 

Caso 4

 

Geração de 180 kVA com fator de potência em 0,92 e conectado a concessionária de energia, alterando o fator de potência para 0,56 na medição.

 

baixo fator de potência 4

 

O caso 4 demonstra casos em que a geração distribuída necessita de energia reativa para o funcionamento, imediatamente exigindo ainda mais energia reativa da concessionária.

É possível ainda compreender com os exemplos, que na medição da concessionária, não importa se está havendo o fluxo reverso, ou se está sendo consumida a energia ativa, mas sim a amplitude da diferença entre energia ativa e reativa identificada pelo medidor da concessionária, onde se a geração for muito maior do que o consumo das cargas, a interpretação de baixo fator de potência pela concessionária é amenizado.

 

O que pode ser feito?

 

Quando o assunto é correção de fator de potência, primeiramente é importante a verificação do dimensionamento, a seleção, utilização e operação dos motores e equipamentos elétricos para otimizar seu funcionamento.

O método mais utilizado para a correção do fator de potência nas indústrias, é a instalação de bancos de capacitores para fornecimento da energia reativa. A princípio, esta técnica já é utilizada em clientes de grupo A, que utilizam motores e equipamentos elétricos com baixo rendimento, com fator de potência menor que 0,92. Diante disso, com a entrada da geração distribuída, é necessária uma readequação do banco de capacitores ou a instalação de um banco secundário.

No caso da energia fotovoltaica, não é indicada a aplicação da técnica de configuração de fornecimento de energia capacitiva pelo sistema. Com simples configurações, se pode regular o fator de potência para fornecer energia reativa aos motores. No entanto, os sistemas de geração de energia, tem um comportamento de elevação de nível de tensão para a injeção de energia na rede, e este efeito é potencializado ao injetar energia capacitiva, podendo desligar os inversores temporariamente por alarmes de alto nível de tensão.

Como o cenário muda completamente após a implantação de um sistema de geração distribuída, é indicado que seja contratado um profissional para analisar a qualidade da energia local, verificando o comportamento do sistema de geração de energia elétrica junto a concessionária de energia elétrica. Desta forma será capaz de optar pelo melhor método de melhoria de fator de potência e dimensionar corretamente os sistemas de correção.

 

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Por | 2020-03-18T10:07:58-03:00 fevereiro 3rd, 2020|Energia solar fotovoltaica|

Sobre o autor:

Alysson Pinho
Engenheiro eletricista e engenheiro de telecomunicações, com especialização em gerenciamento de projetos pela FGV. Perito de instalações elétricas e de sistemas fotovoltaicos, com experiência em projetos de implantação de telefonia móvel, sistemas de geração distribuída, instalações elétricas prediais e industriais.

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