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14 Sep 2021

Dimensionamento de redes de distribuição de energia em parques eólicos

Ao enfrentar os desafios de um setor em mudança, as redes de distribuição de energia elétrica são essenciais para garantir um fornecimento confiável e econômico de energia. Na busca por opções sustentáveis, a Pöyry - empresa europeia líder em serviços de engenharia, projetos e consultoria, com alcance global - atua na implantação de parques eólicos, desde o projeto até a execução.

O desenvolvimento e a construção de projetos de energia eólica precisam não somente da compreensão do vento como uma fonte de energia e uma força da natureza que afeta as soluções e especificações técnicas, mas também de um entendimento completo da infraestrutura técnica, mercado e questões regulatórias, como o ambiente físico, natural, cultural e socioeconômico.

Além disso, o dimensionamento de redes de distribuição de energia renovável é uma parte indispensável do processo, uma vez que evita o desperdício ao mesmo tempo em que otimiza os custos para os clientes.

Projeto de dimensionamento de redes de distribuição de energia

Devido à extensão de um parque eólico e à quantidade de geradores e turbinas eólicas distribuídas a uma distância considerável um do outro, o grande desafio da engenharia é conectar todas elas a uma ou mais subestações de modo que resulte em redes de alta capacidade e traga o melhor retorno sobre investimento no menor tempo possível. 

Para isso, o dimensionamento de redes de distribuição consiste em um planejamento inicial que define a seção transversal dos cabos, levando em consideração as interferências externas, como a temperatura ambiente, a velocidade do vento e a insolação no local de implantação do parque eólico.

O cálculo das perdas da rede é realizado a partir de softwares homologados pela ONS, com o intuito de ponderar, por meio de simulações precisas, o ponto ótimo entre a capacidade de transferir potência para o grid nacional e as possíveis perdas de energia.

Rede de distribuição subterrânea x Rede de distribuição aérea

O dimensionamento de redes de distribuição de energia em parques eólicos trabalha com algumas possibilidades de implantação, sempre considerando os fatores de risco de cada opção e o retorno sobre investimento. Quando se trata de energias renováveis, as maiores dúvidas são referentes a topologia da rede e se a melhor opção é mantê-los subterrâneos ou aéreos, conforme o terreno, acesso e custo.

Ao optar por enterrar os cabos de energia, os responsáveis pelo projeto diminuem os riscos de acidentes, especialmente os causados por raios, e evitam problemas como a insolação. Entretanto, os custos de implantação são mais altos, aumentando o tempo de retorno sobre investimento, além de tornar quase impossível encontrar o local exato, caso ocorra alguma falha.

Por outro lado, quando se opta pela rede de distribuição aérea, os cabos estão visíveis o tempo todo, o que torna mais fácil encontrar o local da falha, mas também aumenta a exposição a descargas atmosféricas e insolação. Além disso, também é preciso lidar com algumas burocracias referentes à ocupação de propriedades privadas e de áreas de preservação ambiental.

Em relação ao material do cabo nos projetos de dimensionamento de redes de distribuição, no caso de redes subterrâneas, as alternativas de condutores de cobre e de alumínio são levadas em conta. O cobre por ser melhor condutor oferece menores  perdas de energia e possibilita o uso de seções transversais menores, mas possui um alto custo. Já as opções de alumínio têm um valor muito reduzido, porém necessitam de seções maiores para passar a mesma corrente elétrica.

Expertise da Pöyry em projetos de dimensionamento de redes de distribuição

A Pöyry - parte do grupo AFRY com mais de 16 mil especialistas dedicados nas áreas de infraestrutura, indústria, energia e digitalização, criando soluções sustentáveis para as próximas gerações - já atuou em dezenas de projetos ao redor do mundo, abrangendo o dimensionamento de redes de distribuição em parques eólicos, utilizando um sistema eficaz, capaz de definir os melhores métodos para cada projeto. A empresa se baseia em estudos de simulações e na aquisição de dados de vento com sensores no local da implantação do parque eólico, com o objetetivo de definir a média anual e a direção predominante do vento, bem como a média de temperatura.

As medições do vento no local são feitas on-shore e off-shore seguindo as melhores práticas da indústria e os padrões de qualidade. Elas são realizadas assim que a análise preliminar para o projeto de energia eólica é concluída. Normalmente, as medições coletam dados de alguns anos consecutivos, já que um potencial de produção confiável requer dados abrangentes e de longo prazo.

Esses passos são essenciais para otimizar o dimensionamento e garantir que todo projeto seja focado em sustentabilidade, maximizando o aproveitamento do vento. Com o dimensionamento de redes de distribuição de energia, a Pöyry é capaz de definir o sucesso do projeto de implantação do parque eólico antes mesmo da execução, colocando em prática seu propósito de acelerar a transição para uma sociedade mais sustentável.

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