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O Sistema Interligado Nacional (SIN) é um sistema de coordenação e controle da energia elétrica que cobre a maior parte do território brasileiro. De acordo com informações do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), em 2022, a rede básica de transmissão do SIN possuía 179.311 km de extensão. Entretanto, em um país com a proporção do Brasil, a distribuição eficiente da energia elétrica ainda enfrenta certos desafios. Pouco mais de 1% da energia produzida no País se encontra fora do SIN em pequenos sistemas isolados localizados em regiões remotas.

Observando esse problema, o professor Marcelo Almeida, do Instituto de Energia e Ambiente (IEE) da USP, em parceria com a LACTEC, no contexto do projeto P&D ANNEL, desenvolveu um software para o melhoramento de sistemas isolados movidos a diesel e o armazenamento dessa energia em baterias. O programa foi intitulado Otimização multiobjetivo de recursos energéticos distribuídos visando sustentabilidade e confiabilidade em microrredes isoladas, incluindo sistema de armazenamento de energia com baterias e financiado pela Neoenergia.

Tecnologia e inovação

Um exemplo de sistema isolado, em que os pesquisadores aplicaram um protótipo do software, é Fernando de Noronha. Devido à sua distância do continente, a ilha não pode integrar o SIN e depende de geradores locais. Esses sistemas geralmente são compostos de uma série de geradores elétricos que operam em rede e armazenam sua energia em baterias. O propósito do programa desenvolvido pelo IEE é monitorar os parâmetros elétricos dessas redes e calcular seu despacho mais eficiente.

O software foi desenvolvido com o objetivo de atender a duas metas cruciais: a redução do consumo de combustível e o aprimoramento da segurança operacional dos sistemas isolados. O professor responsável pelo projeto explica que o programa foi meticulosamente concebido para facilitar a operação diária desses sistemas, apresentando uma interface minimalista e de fácil utilização. Além disso, a ferramenta de otimização foi projetada para ser altamente flexível, permitindo sua aplicação em diversos sistemas isolados, com múltiplas configurações.

Destaca-se que o Brasil abriga mais de 200 sistemas isolados em operação, a maioria deles na região amazônica, a qual poderia se beneficiar substancialmente com a implementação de estratégias de despacho mais eficientes. Essas estratégias não apenas resultariam em uma redução significativa das emissões de gases de efeito estufa, mas também poderiam gerar economias consideráveis, especialmente considerando que, em regiões remotas, o custo do combustível, especialmente o diesel, pode ser mais do que o dobro do valor praticado em outras áreas do País.

O programa em questão é uma ferramenta versátil, projetada para ser utilizada por operadores de sistemas isolados que possuam grupos geradores a diesel como base de geração. Além disso, ele pode ser integrado de forma complementar com geradores fotovoltaicos e sistemas de armazenamento de energia com baterias. O programa fornece ao operador um despacho otimizado, calculado para minimizar o consumo de combustível, geralmente diesel. Essa otimização é de extrema importância, não apenas do ponto de vista econômico, devido aos altos custos do combustível em áreas remotas, mas também do ponto de vista ambiental, contribuindo para a redução das emissões poluentes e, assim, promovendo um ambiente mais sustentável.

Aplicação

Marcelo Almeida informa que o programa, intitulado Software de Otimização de Despacho de Baterias e Geradores Híbridos para Otimização de Consumo de Combustível em Microrredes Híbridas com Geração Intermitente, ou SOD, para encurtar, está em fase de teste operacional no sistema isolado da Ilha de Fernando de Noronha, onde o projeto de pesquisa e desenvolvimento (P&D) foi conduzido.

O protótipo do programa foi integrado ao sistema SCADA da usina termelétrica da ilha e, diariamente, fornece orientações ao operador sobre o despacho a ser realizado. No entanto, é importante notar que, nessa fase de teste, o programa não controla automaticamente o sistema de geração a diesel, concentrando-se apenas no sistema de armazenamento de energia. Embora o programa tenha demonstrado um desempenho promissor em simulações realizadas anteriormente nos laboratórios do IEE-USP e do LACTEC, ainda é crucial avaliar os resultados obtidos durante os testes em campo.

Essa análise em campo é essencial para aprimorar o programa e prepará-lo para se tornar um produto comercial viável. No entanto, é importante destacar que essa fase de desenvolvimento adicional vai além dos objetivos do projeto de pesquisa e desenvolvimento em questão.

*Estagiário sob supervisão de Paulo Capuzzo