A aplicação de baterias e geração fotovoltaica distribuída no contexto regulatório brasileiro

A busca por padrões de consumo e produção mais sustentáveis promove a inovação em modelos de negócio. O conceito de economia compartilhada contribuiu para o surgimento de modelos de negócio de energia renovável, como o de energia solar fotovoltaica compartilhada.

As condições para a emergência desses modelos são específicas do contexto de cada país, dependendo de políticas públicas, regulamentos, incentivos e condições de mercado. Aqui no Brasil, esse modelo se tornou possível a partir da atualização da resolução normativa ANEEL  482/2012, por meio da resolução normativa ANEEL 687/2015.

A geração de energia solar compartilhada emergiu como uma abordagem que viabiliza o acesso à energia solar para consumidores com limitações associadas à instalação de painéis fotovoltaicos em seus imóveis. Propriedades individuais podem apresentar limitações referentes às condições requeridas para instalação de sistemas fotovoltaicos, como espaço insuficiente ou muita sombra, elevando o risco em investimentos individuais.

Ao invés de cada usuário investir em um gerador solar individual para sua propriedade, grupos de proprietários podem se reunir em uma comunidade ou cooperativa solar e investir em sistemas fotovoltaicos comuns, compartilhando dos benefícios dessa geração entre si.

Os modelos em geração compartilhada devem ser atraentes para todas as partes interessadas: concessionárias de energia, investidores, consumidores ou usuários e desenvolvedores, que podem atuar na parte de construção ou na instalação dos sistemas e podem também ser cotistas nesse compartilhamento do investimento e de seus benefícios. A geração compartilhada oferece muitos benefícios para consumidores, como receitas positivas, além de servir como uma proteção contra o aumento dos preços da eletricidade.

Os modelos de negócio que vêm surgindo em geração distribuída compartilhada carecem de sistemas auxiliares para operacionalização, o que indica que novos modelos de negócio podem surgir a partir dos existentes para atender a novas demandas de serviços. Em países onde a geração distribuída é mais desenvolvida, como a Alemanha e a Austrália, surgiu o conceito de usina virtual, ou Virtual Power Plant (VPP). As VPPs interligam usinas reais, e por isso são intituladas usinas virtuais, tornando a geração de energia ramificada em uma grande usina geradora de energia.

Esse processo virtual permite, através de um sistema de gerenciamento e controle, a união e comunicação de diversas fontes de energia. Além disso, permitem a proximidade entre a geração e o ponto de consumo, diminuindo os custos e as perdas com a distribuição. A VPP tanto recebe informações do estado atual de cada unidade ligada a ela, como também envia a cada unidade os sinais de controle.

Modelos de negócio em geração compartilhada podem se beneficiar com as usinas virtuais, devido à diversificação na origem das fontes de geração e ao gerenciamento eficaz desses sistemas diversificados. A VPP possibilita que a energia produzida por cada fonte seja utilizada de acordo com a demanda. As fontes de energia ficam distribuídas na forma de blocos autogerenciáveis, aumentando assim a competitividade no mercado e a robustez das diferentes fontes de energia.

Globalmente, o setor de energia está em constante evolução, impulsionado pelos avanços tecnológicos e pelas mudanças climáticas. Os recursos energéticos distribuídos (REDs), como sistemas solares fotovoltaicos e de armazenamento de energia, hoje complementam as usinas tradicionais que geram eletricidade de forma centralizada.

A eletricidade produzida a partir desses recursos energéticos em instalações de usuários finais pode ser coordenada de forma inteligente como uma "single utility-scale power station", ou seja, uma Usina Virtual de Energia (VPP). A adoção crescente dos veículos elétricos e a possibilidade de usar as baterias dos carros com sistemas de armazenamento de energia bidirecionais que podem fornecer energia à rede elétrica (V2G – Vehicle to Grid) amplia as possibilidades e complexidade da geração distribuída.

As VPPs podem trazer muitas vantagens, como flexibilidade, escalabilidade e maior resiliência da rede elétrica. Novos REDs podem ser facilmente conectados à VPPs, reduzindo os riscos concentrados associados a um único ponto de falha. Isso permite que qualquer falha em um sistema de geração distribuída seja rapidamente isolada, limitando a perda de energia para os usuários finais.

Um operador VPP poderia monitorar e controlar os vários REDs, garantindo um equilíbrio entre oferta e demanda. Uma grande quantidade de veículos elétricos conectados a carregadores bidirecionais enquanto estacionados nos estacionamentos com cobertura solar de empresas, shopping centers, universidades etc., podem ser acionados a qualquer momento pelo operador para suprir energia em pontos específicos da rede elétrica pública.

Saiba mais sobre a bateria de estado sólido

A agregação de baterias ou compartilhamento de energia são o próximo passo para a energia solar e isso já está em curso. Será uma maneira de as famílias obterem mais benefícios de seus telhados solares fotovoltaicos e sistemas de bateria, objetivando reduzir ainda mais suas despesas com energia elétrica. Uma VPP pode conectar baterias em uma rede de compartilhamento de energia, por exemplo.

A energia gerada a partir de fontes renováveis ​​varia de dia para dia. Em um dia nublado, a geração de energia solar, por exemplo, diminui, o que acarreta variação no fornecimento de energia. Nossa demanda por energia também varia à medida que entramos e saímos de nossas casas, ou durante condições meteorológicas extremas, quando usamos mais aparelhos de aquecimento ou resfriamento, por exemplo.

As VPPs ajudam a equilibrar a oferta e a demanda de energia. Eles conectam residências e suas baterias por meio de redes, para ajudar a gerenciar o fluxo de energia e reduzir a dependência da rede em momentos de maior demanda. Em outras palavras, podemos associar esse tipo de gerenciamento a um controlador de carga de baterias, pois o objetivo é equalizar as cargas de baterias de cada residência conectada ao sistema.

É possível concretizar uma pequena VPP por meio de um conjunto de unidades prossumidoras (produtor + consumidor), compostas por um kit de gerador solar fotovoltaico e uma bateria instalada na edificação.

Os quatro principais agentes envolvidos na operação de uma VPP são: (i) Agente regulador: que facilita um mercado energético mais diversificado e dinâmico, introduzindo fontes alternativas para dentro do sistema de distribuição; (ii) Proprietário do ativo: que consegue captar mais valor dos REDs e atrair mais investidores por meio da VPP inserida no mercado regulado; (iii) Concessionária: que por meio de uma VPP pode melhorar a estabilidade da sua rede com serviços para adequar a oferta e a demanda, permitindo às distribuidoras tradicionais melhorarem o planejamento e otimizarem a eficiência de produção e distribuição; e (iv) Consumidor: que, ao aumentar o retorno dos REDs, incentiva um maior número de instalações de geradores renováveis, levando a um fornecimento de energia mais limpa e mais sustentável, beneficiando a todos os consumidores finais.

Os modelos de negócio de geração compartilhada e o conceito de VPP são novos no Brasil. Apesar de ser um país com alto potencial para geração fotovoltaica, apresentando índices elevados de irradiação solar ao longo de todo seu território, é um mercado ainda pouco explorado no armazenamento doméstico de energia. Em outros países já existe uma variedade de modelos de negócios de geração compartilhada em funcionamento, o que indica potencial para desenvolvimento de outras propostas de valor desse tipo no Brasil.

Veja também: recursos energéticos

Sobre o autor: Ricardo Ruther é professor titular da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), doutorado em Electrical and Electronic Engineering - The University of Western Australia (UWA-1995) e pós-doutorado em Sistemas Solares Fotovoltaicos realizado no Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems na Alemanha (Fraunhofer ISE-1996) e na The University of Western Australia (UWA-2011). Atualmente é coordenador do Laboratório FOTOVOLTAICA/UFSC (Grupo de Pesquisa Estratégica em Energia Solar da Universidade Federal de Santa Catarina, cadastrado no Diretório de Grupos de Pesquisa do CNPq).