Com o crescimento exponencial da energia solar no Brasil, temos visto um problema que cada vez mais tem se tornado frequente: a famosa “curva do pato”, que ocorre pela queda acentuada da demanda de energia elétrica em momentos de alta produção solar, seguida por uma rampa acentuada de demanda em horários onde não há mais incidência solar nas usinas fotovoltaicas. Esta é a dor do crescimento, que vem acompanhada pelo curtailment – a limitação forçada da geração renovável.
A única escapatória possível é o armazenamento de energia. Ele precisa ser feito em horários onde a oferta de energia é superior à demanda, posteriormente inserindo essa energia na rede em momentos onde o inverso acontece. Por este e outros motivos, estamos observando uma crescente demanda por sistemas de armazenamento de energia à bateria (BESS) no Brasil e no mundo.
Nem todo BESS é igual: o papel crítico do PCS
Contudo, uma realidade que ainda não está clara para muitos profissionais do setor é que nem todos os sistemas de armazenamento de energia são iguais. Além das diferenças óbvias entre tecnologias de bateria e capacidades de armazenamento, existe uma distinção fundamental que pode determinar o sucesso ou fracasso de um projeto: o tipo de PCS (Power Conversion System) “inversor” utilizado.
O PCS é o cérebro do sistema BESS, responsável por converter energia entre corrente contínua (DC) das baterias e corrente alternada (AC) da rede elétrica. Mais importante ainda, ele define como o sistema interage com a rede elétrica e quais funcionalidades avançadas estão disponíveis.
Uma tecnologia avançada de PCS grid-forming (formadores de rede) emergiu como uma solução fundamental para os desafios da transição energética, oferecendo capacidades superiores aos tradicionais inversores grid-following (seguidores de rede).
Grid Following vs. Grid Forming: Duas Filosofias, Resultados Distintos
PCS Grid Following: A Tecnologia Convencional
O PCS Grid Following opera como um “seguidor” da rede elétrica. Ele sincroniza com a frequência e tensão já estabelecidas pela rede, ajustando sua operação conforme os parâmetros existentes. É uma tecnologia madura e amplamente utilizada, adequada para aplicações básicas de armazenamento.
Características principais:
- Depende da rede elétrica para estabelecer referência de tensão e frequência;
- Opera em modo PQ (Potência Ativa e Reativa) controlando apenas o fluxo de energia;
- Não pode formar uma rede independente (microrede);
- Limitado em funcionalidades de estabilização da rede;
- Desconexão Automática: Desligam-se automaticamente durante falhas na rede.
PCS Grid Forming: A Nova Fronteira Tecnológica
O PCS Grid Forming representa uma evolução paradigmática. Diferentemente do Grid Following, esta tecnologia pode formar uma rede elétrica independente, estabelecendo seus próprios parâmetros de tensão e frequência. Funciona tanto em modo VF (Tensão e Frequência) quanto PQ (Potência ativa e reativa), adaptando-se dinamicamente às necessidades do sistema.
Principais características:
- Suporte de Inércia: apoio à inércia insuficiente causada pela falta de geradores síncronos em redes elétricas com elevada proporção de energias renováveis;
- Autonomia Operacional: Capacidade de operar independentemente da rede principal, criando sua própria referência de tensão e frequência;
- Controle Ativo de Tensão: Regulam ativamente a tensão do sistema, mantendo-a dentro dos parâmetros especificados mesmo com variações de carga;
- Controle de potência ativa e reativa;
- Resposta Dinâmica: Respondem rapidamente a mudanças na demanda energética, ajustando automaticamente a geração para manter o equilíbrio do sistema;
- Regulação de frequência: Contribuem para a estabilidade geral da rede, fornecendo serviços auxiliares como regulação de frequência, melhorando a estabilidade do sistema;
- Capacidade de Blackstart: Podem reiniciar sistemas após falhas totais;
- Provisão ativa de serviços auxiliares para estabilização da rede.
Importancia do Black start e VSG
A Capacidade de Black-Start e Operação Autônoma talvez seja a funcionalidade mais valiosa para aplicações críticas. Esta função capacita o BESS à inicializar completamente a rede sem energia externa e de forma autônoma. Também pode criar uma microrede em questão de segundos, proporcionando autonomia energética e mantendo operações críticas durantes falhas que podem se estender por horas.
O PCS Grid forming atua de forma ativa para gerar estabilidade de Rede em Sistemas Fracos através da função VSG (Virtual Synchronous Generator). Em redes com baixa relação de curto-circuito (SCR < 3), típicas de áreas rurais ou pontos de conexão remotos, o PCS Grid Forming atua como um estabilizador natural, emulando a inércia de geradores síncronos convencionais, o que possibilita instalações em sistemas que requerem um nível máximo de estabilidade.
Grid forming aumenta os ganhos econômicos através do empilhamento de benefícios
O PCS Grid Forming não apenas ajuda com o armazenamento de energia, mas também oferece serviços valiosos para o sistema elétrico. Isso possibilita um empilhamento de benefícios oferecidos ao cliente, sendo os principais:
- Peak Shaving: Reduz a demanda máxima registrada descarregando baterias durante picos de consumo;
- Backup de energia: Fornece energia imediata durante falhas, mantendo operações críticas sem interrupção;
Arbitragem de energia: Recarrega as bateriais em horários mais baratos (fora ponta) e injeta no sistema em horários mais caros (ponta), se aproveitando do diferencial de preços; - Regulação de frequência: Resposta automática a variações de frequência em segundos, mantendo estabilidade da rede;
- Serviços auxiliares: Fornece serviços como controle de tensão e inércia virtual;
- Power Quality: Corrige distorções harmônicas e flutuações, protegendo equipamentos industriais;
- Voltage Support: Injeta/absorve potência reativa para manter tensão adequada em redes fracas.
Kehua Tech: Liderança Global em PCS Grid-Forming
Com mais de 37 anos de presença consolidada no mercado global, a Kehua Tech estabeleceu-se como líder em tecnologias de PCS grid-forming, tanto no Brasil quanto internacionalmente. Todos os sistemas PCS da Kehua possuem certificações internacionais para operação grid-forming e impressionam pela robustez técnica, suportando até 300% de sobrecarga durante 10 segundos – capacidade que demonstra a excelência em engenharia de seus produtos.
A credibilidade da empresa no mercado brasileiro é comprovada através de sua responsabilidade pelo ESS do maior projeto de BESS do país, instalado na ISA Energia Brasil, com 37MW/67MWh de capacidade. Globalmente, a Kehua consolidou sua posição de liderança ao fabricar, fornecer e acompanhar o maior projeto independente de grid-forming do mundo: um sistema com impressionantes 300MW/1200MWh instalado em Xinjiang, China, que representa um marco tecnológico na indústria de armazenamento de energia.
Esta combinação de experiência sólida, inovação tecnológica e casos de sucesso em projetos de escala mundial posiciona a Kehua Tech como referência indiscutível no segmento de sistemas PCS grid-forming de alta performance.
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