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Flutuação da geração de electricidade das renováveis
Crescimento da geração de electricidade das renováveis
Constrangimentos de transmissão de energia na rede
Intermitência do consumo de electricidade
“Gap” de gestão entre geração e consumo
• Variabilidade da geração de electricidade das renováveis
• Crescimento da geração a partir de fontes renováveis
• Constrangimentos de transmissão de energia na rede
• Intermitência do consumo de electricidade
• “Gap” de gestão entre geração e consumo
Armazenamento Energia
Armazenamento Energia:
Contextos de Aplicação
Geração eAplicações ao
Nível do Sistema Produtor
AplicaçõesTransmissão eDistribuição
[T&D]
AplicaçõesConsumidor
Final
Produção Electricidade Grande capacidade para suportar serviços de sistema
Serviços de Rede T&D
Suporte operação T&D; diferimento investimentos
Sistema transportáveis: múltiplos locais vs necessidade
Sistemas modulares: aumento fiabilidade fornecimento
ESCOs / Virtual Power Plants Sistemas agregados: fiabilidade/valorização
Comercial / IndustrialGestão de Energia: optimização do consumo e diagramas de carga
Qualidade de Energia: aumento fiabilidade e qualidade energia
Integração Renováveis Grande capacidade/potência: compensar variabilidade recurso
ResidencialGestão Energia: ajuste diagramas de carga e necessidades locais
“Backup”: Fiabilidade de abastecimento
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Renováveis: Variabilidade do Recurso
Variabilidade/Padrão: Vantagens da utilização do armazenamento de energia:
1 hora
1 mês
1 ano
1 dia
Dia / Noite
Anual /Sazonal
Médio Prazo(Meteo)
Curto Prazo(Erros de Previsão)
PV
CSP
PV
Eólica
PV
Eólica
Eólica
Balancear Perfil de Consumos com Geração
Gerir injecção de renováveis vs. segurança de abastecimento
Cíclicas,Previsíveis
Erráticas,Pouco
Previsíveis
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Transmissão e
Distribuição
Consumidor
Final
Geração, incluindo
Renováveis
Nivelamento de Carga Garantia de Capacidade das Renováveis
• Gestão do perfil de carga comenergia armazenada em períodosde vazio
• Armazena produção renovável para satisfazer o pico decarga e a procura base
• Armazena energia para compensar a variabilidade dosrecursos
Controlo de Frequência
• Droop control
Equilíbrio Carga/Geração
• Controlo secundário
Reserva
• Controlo terciário
Black Start
• Reserva “parcial” após defeito
Controlo de Tensão
• Manter limites qualidade de onda de tensão
Nivelamento de Carga
• Diferimento de Investimentos• Evitar congestionamentos
Ajuste ao Perfil Consumo
• Armazenamento nas horas devazio e utilização nas horasde ponta ou de cheia, pararedução de custos
Gestão Activa Cargas
• Participação activa docliente na gestão dosistema eléctrico
Backup
• Disponibilização deenergia a nível local, facea eventuais incidentes derede
Armazenamento Energia:
Aplicações e Benefícios
6
As tecnologias de armazenamento providenciam a flexibilidade exigida pelas utilities
estacionário | centralizado estacionário | distribuído móvel | distribuído
Hidro bombagem
mecânico
Ar comprimido Volante de inércia
Baterias NaS Baterias Vanadium-Redox Baterias Ião Lítio
químico
hidrogénio
Cavernas de
hidrogénio
Tanques
distribuídos
de hidrogénio
Tanques móveis de hidrogénio
térmico
Sal derretido Água quente
Armazenamento Energia:
Tecnologias
7
Armazenamento Energia:
Tecnologias / Potência / Autonomia
Au
ton
om
iaH
ora
sM
inuto
sSegundos
1 kW 10 kW 100 kW
Potência do Sistema
1 MW 10 MW 100 MW 1 GW
UPSQualidade Energia
Suporte Rede T&DNivelamento Perfil Cargas
Grande CapacidadeServiços Sistema
CAES
Super Condensadores (Potência) SMES
“Flywheels”
Baterias Ião-Li
Baterias Fluxo
Baterias Chumbo/Ácidas
Baterias NiCd
Super Condensadores(Energia)
Baterias NaS
Baterias Nickel Metal Hydrid - NIMH
Hídrica /Bombagem
8
Armazenamento Energia
Tecnologias e maturidade
Inve
sti
me
nto
In
icia
l x
Ris
co
Te
cn
oló
gic
o
Nível Maturidade TecnologiaFonte:2014, IEA,Energy Storage Technology Roadmap
I&D Demonstração Comercial / Madura
Hidro-Bombagem
Pit Storage
Armaz. GeoTérmico
Armazenamento
Termoquímico
Armaz. Água Fria
Água Quente Residencial
CAESHidrogénio
CAES-Adiabático
SMES Baterias NaS
Armazenamento de Gelo
Flywheel (Baixa Velocidade)Supercondensador
Baterias LítioFlywheel (Alta Velocidade)
Sal Derretido
produção térmica
produção electricidadeBaterias Fluxo
Comercial / Optimização
Gás Natural Sintético
Alisamento da Produção Fotovoltaica
-200
0
200
400
600
800
1.000
1.200
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Armazenamento de energia:
+ Previsibilidade de produção
+ Reserva de energia
Po
tên
cia
[kW
]
13.0011.009.00 15.00 19.007.00
ProduçãoFotovoltaica
Com sistema Armazenamento de Energia
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
Ajuste da Produção Eólica à Carga
Armazenamento de energia:
+ Adequar ao consumo
+ Flexibilidade na gestão rede
Armazenamento
Utilização: Horas de Consumo
Po
tên
cia
[W
]
ProduçãoEólica
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Metros Ligeiros:
Sistema Recuperação Energia da Frenagem
Energia resultante da frenagem:
EnergiaTracção
EnergiaFrenagem
- utilizada no arranque de outra composição;
- caso não exista consumo há elevação de
tensão no troço (implica dissipação
reostática);
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Metros Ligeiros:
Sistema Instalado no Metro do Porto
Sistema de recuperação energia de frenagem
EnergiaTracção
Recuperação Energia Frenagem
Carg
aD
escarg
a
Arranque
Injecção Energia
Frenagem
Armazena Energia
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Electrónica de potência
Sistemas de Apoio à Rede
Efacec:Centro de Competências em Storage
Inversor de Potência Transformador Aparelhagem MT Sistema de ControloIntegração de Baterias
Automação de sistemas de energia
Equipamentos de energia
Integração e soluções de engenharia