Redes suburbanas mais vulneráveis a altos níveis de recursos energéticos distribuídos

Da pv magazine Global

Os Países Baixos enfrentam atualmente sérios problemas de capacidade da rede, à medida que cada vez mais projetos de energias renováveis, especialmente solares, estão sendo implementados. Os operadores de rede holandeses e os proprietários de ativos de produção de energia estão agora tomando uma série de medidas para reduzir a carga da rede e evitar a redução da energia fotovoltaica.

Com isto em mente, investigadores da Universidade de Tecnologia de Delft (TU Delft) analisaram o impacto das diferentes taxas de penetração de veículos eléctricos (EV), bombas de calor e geração fotovoltaica (PV) na rede holandesa. Eles analisaram os efeitos dessas tecnologias nas sobrecargas e nos desvios de tensão nodal em diferentes redes de distribuição e estações.

“Os autores reconhecem que os estudos de avaliação de impacto da rede são altamente dependentes das especificações da rede investigadas e das características do estudo de caso”, disse o grupo de pesquisa. “Portanto, os resultados não devem ser generalizados diretamente para todos os estudos de caso, que investigam diferentes redes de distribuição”.

Os acadêmicos usaram dados reais de operadores de redes de distribuição holandeses e categorizaram as diferentes redes de distribuição do país como redes rurais de carga leve, redes rurais de carga pesada, redes suburbanas de carga leve, redes suburbanas de carga pesada, redes urbanas de carga leve e redes urbanas de carga pesada. Usando software de computador, eles simularam condições de rede com penetração apenas fotovoltaica e EV, ou apenas energia fotovoltaica e bombas de calor. Eles também levaram em consideração a penetração combinada de energia fotovoltaica, bombas de calor e veículos elétricos.

Eles definiram as taxas de penetração para a simulação em 50%, 80% e 100%.

De acordo com as suas conclusões, as zonas suburbanas holandesas são as mais vulneráveis ao aumento da penetração de todas as tecnologias. No verão e no inverno, as redes suburbanas apresentavam sobrecarga de até 800%. Quanto à sobrecarga das linhas, ambas as redes suburbanas estão sobrecarregadas a partir de 50% da penetração total, com as redes suburbanas pesadas tendo linhas que excedem 700% de sobrecarga.

“A rede suburbana leve vê uma queda de tensão abaixo de 0,9 por unidade (pu), mesmo com penetração de 50%, enquanto também quando a tensão cai abaixo de 0,85 pu com penetração de 100%”, disseram os pesquisadores. “Vários incidentes de subtensão são observados na rede suburbana pesada em todas as três penetrações. Alcançando até 0,65 pu. e 0,42 pu em penetrações de 80% e 100%, respectivamente.”

Nos resultados da rede rural, a configuração leve não exibiu violações do transformador em nenhuma circunstância, enquanto a rede rural pesada sofreu sobrecarga do transformador com uma penetração de 50% de PV, bombas de calor e VEs combinados. A sobrecarga das linhas estava ausente na rede rural leve, mas ocorreu na rede rural pesada com uma taxa de penetração de 80%. Nem subtensão nem sobretensão foram observadas em ambas as redes rurais.

Da mesma forma, nas redes urbanas não houve ocorrências de sub ou sobretensão. Durante o inverno, as redes urbanas demonstraram uma sobrecarga máxima do transformador de 331% e uma sobrecarga da linha de 164% sob penetração total. No verão, também abaixo dos 100% de penetração, estes valores foram de 258% e 125%, respetivamente.

“O uso mais frequente de bombas de calor para aquecimento/resfriamento provoca um impacto geral maior na rede, mas os períodos mais longos de carregamento de veículos elétricos provocam violações mais duradouras”, disseram os pesquisadores. “Os resultados também foram comparados com resultados de dados agregados de bancos de dados, mostrando que as abordagens bottom-up apresentam resultados mais pessimistas do que as abordagens top-down. No entanto, os principais insights permanecem semelhantes.”

Os pesquisadores apresentaram suas descobertas em “Avaliando o impacto da rede de veículos elétricos, bombas de calor e geração fotovoltaica nas redes de distribuição de baixa tensão holandesas”, que foi publicado recentemente na Applied Energy.

“O maior isolamento e a melhoria da etiqueta energética dos futuros edifícios são altamente recomendados para a minimização do impacto na rede pelo futuro aquecimento eléctrico”, afirmaram.