A ressonância elétrica, um risco que cresce com a rápida expansão da geração solar e eólica, é quando tensões oscilam em redes de transmissão. Ela sobrecarrega transformadores, turbinas e outros equipamentos de alto custo. A Universidade de São Paulo (USP) estuda uma porteção para a situação.
“Há registros de incidentes nos Estados Unidos e na China em que a corrente elétrica ultrapassou em até 400% o limite de operação dos equipamentos, causando explosões e danos severos tanto na rede de transmissão quanto nos próprios parques eólicos”, explica o professor Luis Felipe Normandia Lourenço, do Instituto de Energia e Ambiente (IEE) da USP.
“No Brasil, já temos indícios de ocorrências semelhantes, ainda que sem registro oficial. E a expansão das fontes renováveis, somada à necessidade de instalar mais capacitores em série nas linhas de transmissão, aumenta a probabilidade de enfrentarmos esse problema nos próximos anos”, afirma Lourenço.
O risco é maior, segundo ele, em parques eólicos do chamado ‘tipo 3’, que usam geradores conectados por conversores eletrônicos, tecnologia bastante comum, mas mais sujeita a oscilações quando interage com a rede.
As baterias e filtros como antídotos
Para mitigar os riscos, os pesquisadores apontam duas alternativas. A mais sofisticada é a instalação de baterias com controles formadores de rede. Esses sistemas não apenas armazenam energia, reduzindo perdas por excesso de produção e evitando o curtailment, como também podem se comportar de forma semelhante a geradores síncronos tradicionais (hidrelétricas, térmicas, nucleares), fornecendo inércia virtual e amortecendo oscilações que poderiam levar à ressonância.
Já os filtros passivos, por sua vez, representam uma solução mais simples e de menor custo. Projetados para eliminar frequências indesejadas da rede, as chamadas harmônicas, são eficazes quando a ressonância está ligada a esse tipo de poluição elétrica, embora não tragam benefícios adicionais como o armazenamento de energia.
O uso de baterias com esse tipo de controle ainda é inédito no Brasil, porém, já há exemplos em outros países. Austrália, Estados Unidos (Texas) e Irlanda, por exemplo, usam o método para enfrentar desafios de estabilidade. Logo, a pesquisa da USP agora busca adaptar essa solução e, em certos casos, o uso de filtros passivos ao contexto brasileiro, onde a expansão das renováveis cria condições propícias à ressonância elétrica.
Risco de ressonância com solar
Se nas linhas de transmissão os riscos se concentram nos parques eólicos, nas redes a atenção se volta à expansão acelerada da geração solar.
|
Segundo o professor Renato Machado Monaro, da Escola Politécnica da USP (Poli-USP), a preocupação recai, com isso, sobre os conversores eletrônicos que conectam os painéis à rede.
“Para sistemas fotovoltaicos residenciais, de baixa tensão, o risco de ressonância é muito baixo, quase inexistente. Mas quando falamos de média tensão, como grandes usinas solares ou supermercados que instalam muitos painéis no telhado, esse risco começa a ficar mais evidente. E em ambientes industriais, onde há motores de grande porte acionados por conversores eletrônicos, essas interações podem criar zonas adicionais de risco”, explica.
A saída para esses casos pode estar, portanto, no uso de filtros ou baterias, capazes de reduzir os riscos e proteger a rede. “Se anteciparmos os cenários de risco e aplicarmos essas soluções, evitamos que falhas causem danos a equipamentos que custam milhões de reais, além de interrupções no fornecimento de energia”, ressalta Monaro.
Antecipação para evitar crises
Ambos os trabalhos fazem parte do Programa Innova Power do Centro de Pesquisa e Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) da USP, com financiamento da TotalEnergies. Com isso, o objetivo é mapear regiões de risco, propor soluções técnicas e fornecer subsídios que possam orientar tanto a operação dos parques eólicos e solares quanto a atuação das distribuidoras.
“O sistema elétrico brasileiro ainda é favorecido pela grande participação das hidrelétricas, que funcionam como formadoras de rede. Mas, se não nos anteciparmos, podemos chegar a um ponto em que a predominância de fontes renováveis seguidoras de rede traga instabilidades graves, como o apagão registrado na Espanha”, afirma Monaro.
Por fim, além de evitar prejuízos diretos, as pesquisas também podem influenciar futuras normas e regulações para a conexão de novas fontes renováveis no Brasil, por exemplo, dando maior previsibilidade e segurança para empresas e consumidores.
“Nosso papel é estar alguns passos à frente e preparar o sistema para um futuro em que as renováveis terão participação ainda maior”, conclui Lourenço.
