HISTORIQUE DE LA TRAITE ATLANTIQUE

Atualmente, existem entidades, privadas e públicas, a praticar os cenários supramencionados.

Com intervenção privada, uma das empresas mais avançadas é a PowerLedger [2], empresa australiana apoiada pelo empreendedor Richard Branson que, entre outras soluções, apresenta a µGrid e a xGrid.

A xGrid permite a qualquer pessoa que integre a plataforma aceder a energia renovável produzida por painéis fotovoltaicos que estejam conectados à rede de distribuição. Através de um mercado digital, os clientes comercializam energia solar a um preço competitivo, que pode ser determinado por eles próprios com base na oferta e procura. Para o funcionamento da plataforma é essencial que exista um acordo contratual entre a

PowerLedger, o retalhista e o operador da rede, que sejam implementados contadores

inteligentes capazes de fornecer informação útil em tempo útil e que exista conexão à internet.

Por sua vez, a µGrid permite que os vários inquilinos de um dado edifício transacionem energia entre si. Pode ser aplicada em centros comerciais, condomínios e edifícios de escritórios que permitam a instalação de painéis fotovoltaicos. A empresa defende que os preços praticados através desta solução são mais atrativos quando comparados com as entidades de utilidade tradicionais. Mais uma vez, para o funcionamento da plataforma, é essencial que exista um acordo contratual entre a PowerLedger e o operador da rede, que sejam implementados contadores inteligentes capazes de fornecer informação útil em tempo útil e que exista conexão à internet.

Em Portugal, existe o caso de Porto Santo, ilha onde a Empresa de Eletricidade da Madeira investiu em geração de energia renovável de origem fotovoltaica e eólica para colmatar a carga elétrica resultante do aumento de residentes durante o Verão. Este investimento aumentará a quota de energias renováveis na potência instalada da ilha de 15% para 30% [43]. A longo prazo o objetivo é de substituir totalmente os combustíveis fósseis. Adicionalmente, a automação de processos, monitorização a tempo real e a aplicação de IoT aumentará a eficiência energética, melhorará a operabilidade da rede e reduzirá o consumo de energia. Simultaneamente, o serviço ao cliente dispensará a necessidade da equipa técnica ou do cliente marcarem presença no local [44].

De uma perspetiva pública, existem diversos projetos com o intuito de alcançar comunidades onde o acesso elétrico é desafiante, seja por questões geográficas ou financeiras.

Na Tailândia, na ilha de Koh Jik, redesenhou-se o sistema responsável por fornecer eletricidade à comunidade local, isolada da rede principal como centenas de outras, com o objetivo de o tornar mais resiliente e eficiente [45].

Implementado pela primeira vez em 2004, o sistema foi atualizado em 2014. Este conta agora com dois conjuntos de 20 kWp de módulos fotovoltaicos, assistidos por um gerador a diesel de 50 kW. Os controladores aumentam a tensão para 240 V antes de conectar o sistema fotovoltaico a uma bateria de Chumbo-ácido de 240 kWh. Um inversor trifásico

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de 60 kVA gere a oferta e procura de eletricidade. Não são necessários transformadores para aumentar a voltagem, dada a curta dimensão da ilha, e consequentemente da rede. A Figura 17, esclarece a topografia do sistema.

Figura 17 - Topografia Atual do Sistema, adaptado de [45].

Através de análise de dados, concluiu-se que as baterias responsáveis por energizar a comunidade durante a noite, estavam completamente descarregadas antes do gerador a diesel ser iniciado manualmente, entre as 4:30 e as 6:00 da manhã, causando blackouts quase diariamente. O pico de consumo matinal e de final de tarde é colmatado por uma mistura de energia fotovoltaica e diesel, e o excesso de energia produzida por ambos é utilizado para recarregar a bateria. O gerador a diesel funciona até às 23:00, hora a que a responsabilidade de energizar a comunidade passa para a bateria.

Analisado o perfil de consumo da comunidade, é iniciada a fase de projeção do novo sistema. Caso se pretenda trabalhar com energia renovável, o sistema deve ser projetado de forma conservadora, podendo-se decidir entre sobredimensionar o sistema de geração de energia ou o sistema de armazenamento de energia.

Neste caso, foram tidos em conta três fatores:

• Fração energética renovável deve contribuir para pelo menos 60% da carga total; • Deve existir uma reserva de energia correspondente a 50% da carga respetiva ao

momento;

• Deve ser tido em conta um aumento anual de carga elétrica correspondente a 0,5%.

A expansão do sistema fotovoltaico é possível, mas limitado pela indisponibilidade de espaço, existindo por isso duas opções:

• Implementação no solo (20kW); • Implementação nos telhados (40kW).

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A otimização do preço é realizada através da minimização do LCOE (custo nivelado de energia, do inglês Levelized Cost of Energy). Este valor é conseguido ao somar todos os custos sofridos durante o tempo de vida do sistema e dividir esse valor pela quantidade total de energia fornecida pelo mesmo sistema, durante o mesmo período. Neste caso, o equipamento que mais influencia o custo de produção de eletricidade é a bateria, cuja substituição é considerada imperativa. Também foram considerados fatores como o tipo de corrente que alimenta o sistema (DC ou AC), a eleição dos módulos fotovoltaicos e o gerador a diesel.

A Tabela 2 expõe os diferentes cenários estudados para a respetiva otimização de preço.

Tabela 2 - Opções viáveis para armazenamento de energia, e respetivos parâmetros, adaptado de [45].

Parâmetro/Cenário Li-1 Li-2 Li-3 Li-4 AC-1

Capacidade [kWh] 221 250 250 220 425

Custo da Bateria [€] 85 800 135 350 132 950 76 710 106 250

Retorno [anos] 8,1 9,38 8,07 6,33 7,97

Custo de Energia [€/kWh] 390 540 530 350 250

Li representa as baterias de iões de Lítio e LA representa de Chumbo-ácido.

No final, após análise de cinco baterias diferentes, a opção Li-4 mostra-se a opção mais viável relativamente ao custo do equipamento e respetivo custo de energia. Consequentemente, o tempo de retorno relativo ao investimento será inferior e bastante mais atrativo do que os restantes. A Figura 18 demonstra a topografia do potencial sistema a ser instalado.

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Analisando o sistema a partir do sistema fotovoltaico, é percetível que se opta pela opção dos 40 kWp, desta vez instalados nos telhados, enquanto se redistribui o sistema já existente por uma maior quantidade de controladores. A permanência de um sistema inversor demonstra que se mantém a tipologia híbrida AC-DC do sistema, contudo, ao invés de apenas um inversor de 60 kVA, a solução passa por três inversores de 15 kVA, aumentando a resiliência e segurança do sistema (o sistema PV existente deixa de estar dependente do funcionamento de apenas um equipamento). A substituição da bateria de Chumbo-ácido por uma de iões de Lítio aumenta a capacidade de armazenamento de energia do sistema, permitindo reduzir a potência do gerador a diesel para 35 kW, quando comparado com os iniciais 50 kW.