Os fluxos de energia: antes e depois da Geração Distribuída

Antes da Geração Distribuída havia apenas o fluxo de consumo de energia da rede elétrica. Depois, surgiram três novos fluxos.

Fluxos depois da instalação da GD:

• Geração de energia;
• Autoconsumo de energia;
• Injeção de energia na rede elétrica, e
• Consumo da rede elétrica.

A Geração Distribuída de Energia Elétrica (GD) é um conceito revolucionário e que veio pra ficar. Além de promover benefícios para os consumidores de energia elétrica, a GD promove a democratização da geração de energia e uma mudança significativa no sistema elétrico que passa a conviver com fluxos de energia não existentes anteriormente.

Estes fluxos nem sempre são compreendidos com clareza pelos proprietários e, por vezes, nem por alguns profissionais da área. Dessa forma, são gerados alguns atritos, o entendimento da fatura de energia fica mais difícil e gasta-se muito tempo para esclarecer as dúvidas.

Para resolver esta questão, criamos este blog post que listamos e descrevemos todos os fluxos de energia da unidade consumidora antes e depois da inserção da GD, as formas de medir e identificar cada um dos fluxos de energia existentes.

Como acontece antes de instalar a GD?

Antes da instalação de um sistema de geração distribuída, a unidade consumidora possui apenas um elemento ativo fornecendo energia: a rede elétrica.

O fluxo de energia tem sentido a partir da rede elétrica para a unidade consumidora. O qual chamamos de fluxo de energia consumida da rede elétrica.

Ele é medido pelo medidor de energia da concessionária, que contabiliza toda a energia consumida que flui em sentido único.

Antes de chegar na unidade consumidora, a energia consumida da rede elétrica passa pelo quadro de distribuição onde estão os disjuntores de proteção/manobra do circuito.

Depois de passar pelos disjuntores, a energia vai para a unidade consumidora onde estão as cargas, representadas pelos eletrodomésticos e outros equipamentos elétricos.

A dinâmica do fluxo de energia consumida da rede elétrica é apresentada na Figura 01.

Como existe apenas um sentido do fluxo de energia, a identificação desta informação fica facilitada, podendo ser observada no próprio medidor de energia elétrica ou na conta de luz (fatura de energia).

O que muda depois de instalar a GD?

Depois de instalar a GD, surgem novos fluxos de energia.

A primeira mudança observada é a inserção de um novo elemento ativo: a geração distribuída (a qual chamamos de unidade geradora).

Representamos a unidade geradora conectada no quadro de distribuição.

Então, além do fluxo convencional da rede elétrica para a unidade consumidora, agora é possível que o fluxo de energia aconteça de duas novas formas:

• da unidade geradora para a unidade consumidora, e
• da unidade geradora para a rede elétrica.

Para facilitar a compreensão desses novos fluxos listamos e descrevemos cada um dos fluxos da seguinte forma:

a) Energia gerada (ou geração)

A energia gerada (apresentada na seta verde) é a parcela do fluxo de energia que parte da unidade geradora até o quadro de distribuição.

Ela corresponde a energia total gerada pela unidade geradora. Esta é a parcela do fluxo de energia que é monitorada pelos sistemas de monitoramento ou por medidores de energia instalados na saída em corrente alternada (CA) da unidade geradora.

b) Energia autoconsumida (ou autoconsumo)

A energia autoconsumida (apresentada na seta azul) é a parcela do fluxo de energia que parte da unidade geradora, passa pelo quadro de distribuição e vai direto para a unidade consumidora.

Esta corresponde a energia consumida no exato momento em que está sendo gerada pela unidade geradora. Esta parcela do fluxo de energia não é monitorada em tempo real pelos sistemas de monitoramento/medição da unidade geradora, nem medida pelo medidor de energia (da concessionária).

c) Energia injetada

A energia injetada (apresentada na seta verde) é a parcela do fluxo de energia que parte da unidade geradora, passa pelo quadro de distribuição, pelo medidor de energia e vai para a rede elétrica. Como o próprio nome já diz, ela corresponde à parcela de energia que é injetada na rede elétrica porque não foi consumida na unidade consumidora.

Ela é medida pelo medidor de energia e é contabilizada como crédito de energia que será consumido em outro momento, quando houver consumo e não houver geração na unidade geradora, conforme determina a Resolução Normativa da ANEEL Nº 482 de 2012, através do sistema de compensação de créditos (net metering).

Esta parcela do fluxo de energia não é monitorada em tempo real pelo monitoramento do inversor.

Como a energia gerada pode se dividir em energia autoconsumida e em energia injetada, é possível obter a energia gerada somando a energia injetada com a energia autoconsumida.

Por fim, apresentamos a parcela do fluxo de energia que já existia antes da inserção da GD.

d) Energia consumida da rede

A energia consumida da rede (apresentada na seta amarela) é a parcela do fluxo de energia que parte da rede elétrica, passa pelo medidor de energia, pelo quadro de distribuição e vai para a unidade consumidora.

A energia consumida da rede, como o próprio nome diz, corresponde à toda a parcela do fluxo de energia que é fornecido para a unidade consumidora a partir da rede elétrica. Esta parcela de energia é medida, somente, pelo medidor de energia da concessionária.

A dinâmica de todos os fluxos de energia é apresentada na Figura 02.

Podemos considerar que a energia gerada (pela unidade geradora) corresponde ao somatório entre a energia autoconsumida e à energia injetada na rede.

Enquanto que a energia total consumida (na unidade consumidora) é o somatório da energia autoconsumida com a energia consumida da rede.

Do ponto de vista da rede elétrica, o novo fluxo de energia injetada (c) representa uma mudança significativa na forma de apresentar essas informações.

Por que há confusão na leitura dos fluxos de energia?

Porque as leituras dos dados dos fluxos de energia (normalmente) não são integradas.

Depois que o sistema de GD (unidade geradora) é instalado, os proprietários passam a ter duas formas de visualizar informações sobre o fluxo de energia de sua unidade consumidora:

• Monitoramento da unidade geradora o qual apresenta a energia total gerada pela unidade geradora;
• Fatura de energia/conta de luz a qual apresenta os valores de energia injetada na rede e de energia consumida da rede.

Então, quando o proprietário recebe a conta de luz, ele está vendo as parcelas (c) Energia injetada e (d) Energia consumida da rede.

Quando ele olha para o sistema de monitoramento, ele vê a parcela (a), energia gerada.

Como falamos, a energia injetada é apenas uma parte da energia gerada. A energia injetada será menor do que a energia gerada por que falta somar a parte referente ao autoconsumo.

Logo, a leitura da energia injetada (vista na conta de luz) jamais será maior do que a energia gerada (salvo se houver algum erro por parte do leiturista ou da distribuidora).

Comparando os fluxos de energia antes e depois da GD temos o seguinte resumo:

Tabela 01: Antes e depois da GD

Concluindo

Antes de instalar a GD temos apenas um fluxo de energia, depois de sua instalação temos quatro fluxos de energia.

A energia gerada é a soma da energia injetada e a energia autoconsumida.

O monitoramento da unidade geradora monitora apenas a energia gerada.

A conta de luz apresenta apenas a informação de energia injetada e energia consumida da rede, que são medidos pelo medidor de energia da concessionária.

A energia injetada jamais será maior do que a energia gerada (salvo se houver algum erro).

Os problemas gerados a partir deste desencontro de informações são: a desconfiança dos proprietários com relação ao desempenho do sistema de GD e o tempo gasto pelos integradores para explicar sobre os fluxos de energia.

Agora que você conhece os fluxos de energia antes e depois da inserção da GD, será mais fácil aumentar o entendimento com os proprietários.

Contudo, é importante destacar que há um meio de viabilizar o monitoramento completo do balanço energético, e acompanhar todos os fluxos de energia.

Mas isto é assunto para quando formos falar sobre os medidores inteligentes ou Smart Meters.