SMART GRID Fundamentals of Design and Analysis

O capítulo 7 do Livro Smart Grid - Fundamentals of Design and Analysis descreve o progresso na utilização de tecnologias mais limpas e ambientalmente responsáveis para o sistema elétrico. O gerenciamento da variabilidade e interoperabilidade considerando a rede inteligente. Além do aumento da utilização do RER, o capítulo explicou a necessidade de tecnologias de conversão e armazenamento, que devem ser mais estudadas para determinar os parâmetros necessários para a seleção e implementação ideais. As novas tecnologias cobertas incluíram o PHEV, que aprimora a tecnologia de transporte e fornece armazenamento adicional para a rede inteligente.

O armazenamento de energia é importante para o nivelamento de carga das concessionárias, veículos elétricos, sistemas de energia solar, fonte de alimentação ininterrupta e sistemas de energia em locais remotos. O armazenamento de energia sempre esteve intimamente associado às instalações solares, incluindo aquecimento solar e energia fotovoltaica. As opções de armazenamento são particularmente essenciais quando fontes variáveis são usadas em sistemas de energia isolados e independentes. A figura abaixo apresenta uma topologia de amostra para um sistema de micro-rede.

Há duas razões principais pelas quais o armazenamento de energia aumentará em importância com o aumento do desenvolvimento do RER:

1. Muitos RER importantes são intermitentes, gerando quando o tempo dita, e não quando a demanda de energia dita.

2. Muitos sistemas de transporte exigem que a energia seja transportada com o veículo.

As opções de armazenamento podem ser avaliadas com base nas características do aplicativo, por exemplo, se o aplicativo requer métodos de armazenamento portáteis ou fixos, a duração em que o armazenamento estará operacional e a energia máxima necessária para o aplicativo. A seleção da tecnologia de armazenamento adequada é baseada nos seguintes parâmetros:

• Tamanho da unidade: escala de tecnologia. As tecnologias de armazenamento têm um intervalo associado para aplicação, por exemplo, grandes unidades suportam tecnologias RER conectadas à rede.
• Capacidade de armazenamento: armazenamento total de energia disponível após o carregamento.
• Capacidade disponível: valor médio da saída de energia com base no estado da carga / profundidade da descarga.
• Tempo de autodescarga: tempo necessário para que um dispositivo de armazenamento não interconectado totalmente carregado atinja uma certa profundidade de descarga (DOD), isso depende das condições operacionais do sistema.
• Eficiência: Proporção da produção de energia do dispositivo para a questão da entrada de energia da tecnologia de conversão e design do RER e armazenamento e conversão necessários.
• Durabilidade ou ciclo de vida: número de ciclos consecutivos de carga e descarga que uma instalação de armazenamento pode sofrer enquanto mantém as instalações e outras especificações dentro de faixas limitadas. As especificações do ciclo de vida são feitas com base no DOD escolhido, dependendo das aplicações do dispositivo de armazenamento.
• Autonomia: relação entre capacidade de energia e potência máxima de descarga; indica a quantidade máxima de tempo que o sistema pode liberar energia continuamente.
• Densidades de massa e volume: quantidade de energia acumulada por unidade de massa ou volume da unidade de armazenamento.
• Custo: custo de instalação, operação e manutenção da tecnologia de armazenamento; o custo deve ser analisado durante toda a vida útil do sistema.
• Viabilidade: grau de adaptabilidade às aplicações de armazenamento.
• Confiabilidade: garantia de serviço.
• Características de informações adicionais incluem monitoramento e controle equipamentos, restrições operacionais, impactos ambientais, facilidade de manutenção, simplicidade de projeto, flexibilidade operacional e tempo de resposta para liberação de energia.

Referências

[1] MOMOH, James A. Smart grid: fundamentals of design and analysis. John Wiley & Sons, 2012.