le président. L'article 47 étant applicable, l'amendement

Autônomas

Para entender os requisitos necessários para os sistemas de armazenamento para aplicações autônomas de fornecimento de energia elétrica, uma breve abordagem sobre as condições de operação mais comuns é de grande utilidade. As condições de operação variam consideravelmente de acordo com a localização, tipo de aplicação, padrão da carga, geradores instalados e a estratégia de operação empregada. Os parâmetros mais importantes para classificação das condições de operação são as correntes de carga e descarga, a temperatura, estas já discutidas anteriormente, e o perfil do estado de carga ao longo do ano, onde é dado o enfoque principal.

5.6.1 Classificação das Condições de Operação da Bateria

Os sistemas isolados podem ser separados basicamente em dois grupos: aqueles constituídos por sistemas de uma única fonte (como por exemplo, os sistemas puramente fotovoltaicos) ou

aqueles que combinam várias fontes (como por exemplo, os sistemas híbridos solar-eólico-diesel). O segundo grupo, que inclui um grupo gerador a diesel como fonte controlável, proporciona um grau adicional de liberdade para o dimensionamento do sistema de armazenamento, possibilitando a redução da capacidade do banco de baterias, principalmente em locais onde a radiação solar e o potencial eólico sofrem variações sazonais muito significativas. Nesse sentido, os sistemas híbridos são sistemas nos quais os grupos geradores a diesel desempenham uma função impor- tante quando associados a geradores fotovoltaicos, eólicos e bancos de baterias.

Para se analisar a diversidade de condições operacionais em sistemas de suprimento de energia autônomos e suas influências no regime de carga e descarga de baterias, a figura 5.18 mostra diferentes perfis representativos das condições anuais de operação, subdivididos em classes. Os sistemas híbridos de produção de eletricidade, em geral, podem ser identificados como sistemas das classes 2 e 3, que representam sistemas que incluem o uso de outras fontes de produção de eletricidade, tais como a eólica e a diesel-elétrica, diminuindo, quando possível, os tamanhos do gerador fotovoltaico e do banco de baterias. Outros sistemas, tais como os se enquadram na classe 1, são sistemas sem geradores de back-up, projetados para operarem com um elevado nível de confiabilidade (cargas críticas), e que, na prática, podem funcionar como o próprio sistema de back-up.

Figura 5.18 – Diferentes perfis de variações sazonais do estado de carga em baterias

Os Sistemas Fotovoltaicos Individuais (

sfi

), quando operando em condições favoráveis de baixas latitudes poderão ser dimensionados com 2 a 5 dias de autonomia e não demonstrar períodos longos de descarga profunda durante os meses de baixa irradiância. Nessas condições, os

sfi

s podem ser enquadrados na classe 3 ou até mesmo na 2, quando usando baterias mais resistentes a descargas profundas. Já os sistemas para o atendimento de pequenas comunidades rurais podem ser melhor caracterizados pelo perfil representado pela classe 2. Vale ressaltar que as classes representadas

Tabela 5.5 - Grupos de diferentes baterias de Pb-ácido classificadas com respeito às diferentes classes ilustradas na figura 5.18 ( mais adequado, aceitável)

na figura 5.18, podem sofrer variações, dependendo das condições climáticas do local, do tipo de aplicação e da configuração do sistema de produção e distribuição de eletricidade.

A representação ao longo do ano do estado de carga da bateria demonstra que os sistemas autônomos obrigam a mesma operar em condições específicas, como por exemplo, períodos longos (semanas ou meses), sem atingir um estado de carga pleno (

soc

= 100%). Nota-se que os perfis sazonais do

soc

apresentados anteriormente diferem de outras aplicações onde, por exemplo, sistemas de atendimento ininterrupto mantém as baterias num

soc

próximo de 100% por um longo período de tempo do ano, ou veículos de tração, onde as baterias são recarregadas freqüentemente com altos valores de corrente.

A classe 4, apresentada na figura 5.18, representa uma aplicação onde parte da energia exce- dente em um dado período é armazenada para suprir o déficit em outro menos favorável. Desde que se tenha mais energia disponível no verão do que no inverno, alguns sistemas podem ser configurados de tal modo que o banco de baterias armazene energia do verão para ser usada no inverno. Isso envolverá uma associação entre o que está sendo entregue pela bateria e o que será produzido pelo gerador. Como exemplo, considere-se uma situação em que em uma dada localidade tenha, no verão, uma disponibilidade do recurso solar três ou mais vezes maior que no inverno. Nessa situação, espera-se que o gerador fotovoltaico produza três vezes mais energia elétrica que no inverno. Se parte da energia produzida no verão for armazenada para o inverno, então cada dia de sol do inverno não necessitará carregar o banco de baterias totalmente. Nesse sentido, a classe 4 pode representar sistemas puramente fotovoltaicos, como foi exemplificado, mas também pode representar sistemas híbridos solar-fotovoltaico-diesel, onde ambas as fontes renováveis tenham suas variações sazonais semelhantes, desde que o sistema de armazenamento seja projetado prevendo-se as variações sazonais dos recursos disponíveis.

Dentre as opções de baterias existentes, a tabela 5.5 é sugerida para auxiliar na seleção do tipo de bateria de Pb-ácido mais adequada, de acordo com a classificação anterior, uma vez que existem várias dessas baterias disponíveis no mercado.

Tipo de Bateria Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4

Estacionária Tração - - Automotiva - - Solar (especiais) - Gel Aberta

Com base nessa classificação, uma avaliação das propriedades da bateria, de acordo com suas características de aplicação torna-se importante. As diferenças entre as condições de operação e as opções contidas na tabela 5.5 demonstram claramente que não existe uma única bateria específica para aplicações autônomas. A variedade de condições de operação das baterias em sistemas para o fornecimento de eletricidade de forma autônoma é ampla, o que implica dizer que a classificação mostrada aqui é apenas uma representação de algumas dessas possibilidades,

Figura 5.19 – Detalhes sobre a configuração do banco de baterias de 24 V e 600 Ah

que, por sua vez, exigem soluções individuais apropriadas. Para diferenciar essas condições de operação das baterias, outras características como as pequenas variações que ocorrem do lado CC, ou ripples, devem ser consideradas. Os ripples resultam, em muitos casos, em micro-ciclos em que a corrente da bateria muda da carga para a descarga e vice-versa. Isso, de fato, reduz o tempo de vida da bateria.

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