Mercado Livre de Energia
13 de julho, 2023
LEITURA DE 5MIN
Diversificação da matriz elétrica: o que é a “curva do pato”?
Entenda sobre a importância da diversificação da matriz de energia elétrica
Nos últimos anos, o Brasil apresentou um expressivo crescimento na capacidade instalada de fontes renováveis de energia, como eólica e solar. De acordo com dados da ANEEL, em junho/2023 contamos com mais de 9 GW de capacidade instalada solar fotovoltaica em usinas despachadas centralizadamente pelo ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico). Além disso, passamos de cerca de 0,6 GW em 2018 para mais de 21 GW instalados para a fonte solar em 2023, sob a modalidade de Geração Distribuída (GD).
A alta participação dessas fontes intermitentes de energia na matriz requer atenção para que não haja riscos no atendimento à carga dos consumidores. Por conta da rápida expansão da energia solar nos Estados Unidos, consumidores do estado da Califórnia têm vivenciado os riscos decorrentes da chamada “curva do pato”.
O que é a “curva do pato”?
A “curva do pato” ficou conhecida pelo CAISO (California Independent System Operator) em 2013, quando mostrou que a crescente expansão de fontes renováveis faria com que a carga líquida apresentasse uma redução cada vez maior durante as horas de irradiação solar, com uma rápida subida ao fim do dia, em um formato semelhante a um à barriga e pescoço de um pato. A figura abaixo ilustra as projeções feitas pelo CAISO em 2013:
Os meses de primavera e verão apresentam os maiores desafios para o perfil horário de demanda líquida. Durante esse período, os dias são mais longos e a geração solar é intensificada. No entanto, a geração excessiva e intermitente das usinas solares fotovoltaicas pode afetar a estabilidade dinâmica dos sistemas elétricos de potência, resultando em problemas como sobretensão e sobrefrequência. Além disso, pode ser necessário desligar usinas de outras fontes de geração, que possuem menor flexibilidade. Essas condições podem aumentar o desgaste dos equipamentos das usinas termelétricas e elevar os custos de operação.
Ainda, o rápido aumento da carga líquida ao fim do dia ocasionado pela redução da geração solar e aumento do pico de consumo de energia, representa um desafio com a necessidade de contar com usinas flexíveis ou sistemas de baterias, que podem rapidamente fazer frente ao aumento de consumo. Outra opção é fazer o controle pelo lado da demanda, desligando os consumidores que estejam aptos a participarem de um programa de resposta da demanda.
A “curva do pato” está se tornando a “curva do canyon”?
Recentemente, a carga líquida da Califórnia chegou a valores negativos durante as horas de pico de geração renovável. Com isso, especialistas do setor elétrico norte-americano indicam que hoje o pato está se assemelhando mais a um canyon. O formato de um canyon cada vez mais íngreme impacta na redução de recursos despacháveis ao longo do dia e na maior necessidade de flexibilidade de geração ao fim do dia. A figura abaixo ilustra o levantamento feito por Arshad Mansoor, CEO na Electric Power Research Institute (EPRI):
Isso significa que usinas pouco flexíveis precisarão ser desligadas durante os picos de geração, não podendo contribuir para a redução da rampa verificada durante o pôr do sol, ou então poderá ser necessário reduzir a geração solar ao longo do dia, desperdiçando energia limpa e de custo zero.
E no Brasil, a geração solar também é um desafio para a operação?
Mesmo com o rápido crescimento da geração solar no Brasil, menos de 5% da carga foi atendida com o uso dessa fonte no ano de 2022. De acordo com dados do ONS, mais de 70% da carga de 2022 foi atendida pela geração hidrelétrica, uma das fontes de maior flexibilidade disponíveis no sistema. Por conta disso, diferentemente da realidade vivida na Califórnia, as variações diárias na geração renovável no Brasil são rapidamente absorvidas com o aumento ou redução da geração hidráulica de forma quase instantânea.
Todavia, nos últimos anos, tivemos cortes de geração eólica e solar nos momentos de picos de geração na região Nordeste, especialmente nos meses com maior incidência de ventos e consequentemente maior geração eólica. Isso ocorreu devido à inexistência de demanda para absorver esse excesso de geração combinada com o esgotamento da capacidade de transmissão para outras regiões. A tendência é que esses cortes de geração diminuam nos próximos anos com as obras de expansão da transmissão previstas.
A diversificação da matriz de energia elétrica é um fator essencial para garantir a segurança de suprimento do Sistema Interligado Nacional. A geração hidrelétrica se mostra como uma fonte imprescindível para fazer frente às variações de geração eólica e solar ao longo do dia e às rampas de aumento de consumo quando o Sol se põe. Ainda observamos uma importante complementaridade das fontes sob a ótica sazonal, uma vez que o período de maior geração eólica no país corresponde à estação seca, período com menores vazões afluentes nas usinas hidrelétricas.
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