Load shifting, peak shaving e backup: entenda as principais aplicações das baterias

Os sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS, na sigla em inglês) podem ajudar empresas a reduzir gastos com eletricidade, controlar picos de demanda e manter equipamentos funcionando durante interrupções no fornecimento.

Esses benefícios, porém, dependem da aplicação escolhida. Entre as principais estratégias estão o load shifting, que permite deslocar o consumo de energia para horários mais vantajosos; o peak shaving, voltado à redução dos picos de demanda; e o backup, que busca manter cargas essenciais em funcionamento durante falhas na rede elétrica.

Para integradores e empresas que trabalham com armazenamento, entender a necessidade do cliente é fundamental para escolher a aplicação, dimensionar a bateria e avaliar a viabilidade econômica do projeto.

Arbitragem de energia (load shifting)

A arbitragem de energia, também conhecida como load shifting, consiste em armazenar eletricidade em períodos de menor custo para utilizá-la posteriormente, quando a energia da rede está mais cara.

A bateria pode ser carregada pela rede em horários mais baratos ou aproveitar excedentes da geração solar. A energia armazenada é utilizada em outro momento, reduzindo a necessidade de comprar eletricidade em períodos de custo mais elevado.

Quando essa aplicação faz sentido?

A estratégia pode ser interessante para consumidores que enfrentam diferenças relevantes no preço da energia ao longo do dia ou que possuem excedentes de geração solar que poderiam ser mais bem aproveitados.

Uma empresa que consome eletricidade em horários de tarifas mais elevadas, por exemplo, pode utilizar a energia armazenada anteriormente para reduzir parte das compras nesses períodos.

Já em instalações com geração solar, a bateria pode guardar o excedente produzido durante o dia para uso à noite, quando os painéis deixam de gerar energia.

O que o integrador precisa investigar?

Antes de propor a solução, é importante analisar a curva de consumo do cliente, a tarifa contratada, os horários de maior utilização e a disponibilidade de excedentes solares.

Também é necessário calcular se a economia potencial compensa o investimento, considerando as perdas no carregamento e na descarga, a eficiência do sistema e a degradação da bateria ao longo do tempo.

A arbitragem não é automaticamente vantajosa para todo consumidor. Sua viabilidade depende das condições tarifárias e do perfil de consumo de cada instalação.

Peak shaving

O peak shaving, ou redução de picos, utiliza a bateria para diminuir a potência solicitada da rede nos momentos de maior consumo.

A estratégia pode beneficiar empresas que acionam vários equipamentos simultaneamente e registram picos de demanda capazes de elevar os custos com eletricidade.

Quando essa aplicação faz sentido?

Indústrias, supermercados, centros comerciais e outras instalações com cargas elevadas podem apresentar picos de demanda em determinados períodos. Dependendo do contrato e da estrutura tarifária, esses picos podem aumentar os gastos com demanda contratada ou provocar cobranças por ultrapassagem.

Com um sistema de armazenamento, a bateria fornece parte da potência necessária nesses momentos, reduzindo a demanda solicitada da rede.

Uma fábrica que possui demandas elevadas em períodos esporádicos, por exemplo, pode utilizar a bateria para complementar o fornecimento durante os períodos de maior exigência elétrica.

O que o integrador precisa investigar?

O primeiro passo é identificar quando ocorrem os picos, quanto tempo duram e qual redução de potência seria necessária. Também é importante verificar a demanda contratada, os valores cobrados pela distribuidora e as eventuais penalidades por ultrapassagem.

Esses dados ajudam a definir a potência do sistema e a capacidade de armazenamento necessárias para atender à instalação.

Uma bateria capaz de fornecer muita potência por um período curto pode atender a picos rápidos. Já situações prolongadas podem exigir maior capacidade de armazenamento.

O dimensionamento deve considerar a frequência dos picos, sua duração e a economia que pode ser obtida com a redução da demanda.

Backup

Diferentemente das aplicações voltadas principalmente à redução de custos, o backup busca manter equipamentos e operações essenciais funcionando durante interrupções no fornecimento da rede elétrica.

A bateria fornece energia aos circuitos prioritários, ajudando a reduzir os impactos de uma queda de energia sobre a atividade da empresa.

Quando essa aplicação faz sentido?

O backup pode ser relevante para negócios nos quais uma interrupção representa perda de produção, descarte de mercadorias, paralisação de serviços ou riscos à segurança.

Em um supermercado, por exemplo, o sistema pode alimentar cargas selecionadas, como equipamentos de refrigeração, iluminação de emergência, caixas de atendimento e computadores.

Em uma clínica, pode ajudar a manter determinados equipamentos e sistemas de apoio em funcionamento, desde que o projeto atenda aos requisitos técnicos e de segurança aplicáveis.

A solução também pode ser considerada em instalações industriais, escritórios e operações que dependem de equipamentos eletrônicos ou processos contínuos.

O que o integrador precisa investigar?

A análise deve começar pelos impactos de uma interrupção no fornecimento. Quais equipamentos não podem parar? Por quanto tempo precisam permanecer ligados? Qual é a potência necessária para mantê-los em funcionamento?

Também é importante verificar a frequência e a duração das quedas de energia, além da existência de geradores ou outras fontes de contingência.

Nem todo sistema de baterias conectado à rede oferece backup automaticamente. Para funcionar durante uma interrupção, a instalação precisa contar com equipamentos e controles compatíveis com essa finalidade, incluindo mecanismos de isolamento seguro da rede, quando necessários.

O dimensionamento deve considerar tanto a potência das cargas críticas quanto a autonomia desejada.

Como identificar a aplicação mais adequada?

Embora as três estratégias possam utilizar sistemas de armazenamento semelhantes, cada uma atende a uma necessidade específica do consumidor.

• Arbitragem de energia (load shifting): indicada principalmente para consumidores com diferença significativa entre as tarifas de energia nos horários de ponta e fora de ponta. Quanto maior essa diferença, maior o potencial de economia ao armazenar energia nos períodos mais baratos e utilizá-la nos horários de maior custo.

• Peak shaving: indicado para consumidores que precisam reduzir os picos de demanda elétrica. Além de evitar cobranças por ultrapassagem da demanda contratada, a estratégia pode permitir a redução do valor contratado junto à distribuidora, diminuindo um custo fixo pago mensalmente, desde que a operação do sistema permita essa redução com segurança.

• Backup: indicado quando interrupções no fornecimento de energia podem comprometer equipamentos, processos produtivos ou a continuidade das operações.

As funções também podem ser combinadas em um mesmo sistema, desde que o projeto considere a capacidade disponível da bateria, a potência dos equipamentos e as prioridades de operação.

Uma bateria utilizada para reduzir picos, por exemplo, precisa manter energia suficiente para atender às cargas prioritárias caso também seja destinada ao backup.

Da mesma forma, utilizar o sistema para arbitragem pode limitar a energia disponível para outras funções em determinados horários. Por isso, a proposta comercial deve partir do problema que o cliente deseja resolver, e não apenas da oferta de um equipamento.

Canal Solar realiza workhop sobre sistemas com baterias

Para profissionais que desejam aprofundar seus conhecimentos sobre aplicações de armazenamento de energia, o Canal Solar realizará, no dia 31 de outubro, às 9h, o workshop online e ao vivo “Sistemas Híbridos com Baterias”.

O treinamento será ministrado por Geraldo Silveira, gerente de Engenharia da CS Consultoria e professor de pós-graduação da PUC Minas, e abordará dimensionamento, instalação, configuração e monitoramento de sistemas híbridos residenciais.

A programação também inclui aplicações de backup, controle de exportação de energia e requisitos de homologação junto às distribuidoras. Durante a aula, os participantes poderão esclarecer dúvidas e discutir situações práticas diretamente com o professor.

Confira a programação e saiba como participar do workshop.

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