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SISTEMAS ENERGÉTICOS E SUSTENTABILIDADE / LEEC / 3º ANO / 2012-13 Nuno Gonçalves 01-03-2013 1
Sistemas de Energia Elétrica
EEC
2012-13
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Conteúdo
• Sistema elétrico nacional
• Microgeração e microredes
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Estrutura
A energia elétrica é maioritariamente produzida em centrais elétricasde grande porte, afastadas dos grandes centros de consumo, quenormalmente se situam em zonas urbanas ou industriais.
Sistema de energia elétrica
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Estrutura
Central Hidroelétrica do Alto Lindoso
• Central hidroelétrica (2 x 315 MW).
Central Hidroelétrica do Alto Lindoso
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EstruturaCentral Hidroelétrica do Alto Lindoso
• Central hidroelétrica (2 x 315 MW).
Central Hidroelétrica do Alto Lindoso
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Estrutura
Central Termoelétrica da Tapada do Outeiro
• Central termoelétrica (3 x 330 MW) alimentada a gás natural.
Central Termoelétrica da Tapada do Outeiro
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Estrutura
Uma parcela crescente da eletricidade é produzida de formadescentralizada, em instalações de baixa potência, ligadas àrede de distribuição, usando recursos renováveis.
Parque eólico Pena Suar
Serra do Marão
Constituído por 20 torres de
42 m e uma potência de 10 MW
Parque eólico Pena Suar
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EstruturaLinhas áreas de energia
Linha aérea de Muito Alta Tensão
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Estrutura
Subestações
• Neste tipo de instalações estãoinstalados transformadores,barramentos (elementos físicosque correspondem aos nós darede), painéis de entrada e saídade linhas aéreas ou cabossubterrâneos, equipamentos decorte e proteção, bem comoequipamentos de medida,contagem, controlo e proteção.
Subestação do Muro
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Estrutura
Gestão global de energia elétrica
Centro de Controlo e Condução
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Requisitos
O Sistema de Energia Elétrico funciona continuamente, desempenhando uma função vitalpara a sociedade moderna, dependente em alto grau desta forma de energia para asatisfação das suas necessidades nos domínios económico e social.
Um SEE bem concebido deve satisfazer os seguintes requisitos:
• A energia elétrica deve ser fornecida em qualquer local onde seja solicitada.
• A produção deve em cada instante igualar exatamente o consumo (mais as perdas),uma vez que a energia elétrica não pode ser armazenada.
• A energia elétrica deve obedecer a critérios de qualidade bem definidos:
– Frequência constante;
– Tensão dentro de limites estreitos;
– Forma de onda sinusoidal;
– Fiabilidade elevada;
• Os custos de produção de energia deverão ser minimizados.
• O impacte ambiental da produção de energia elétrica deve ser contido.
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Microgeração e Microredes
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Produção distribuída
Caracterização da Situação
– Aumento da procura de eletricidade
– Preocupações com a segurança de abastecimento
– Preocupações ambientais (Variações climáticas, preservação da natureza, poluição)
– Aumento da sustentabilidade
– Dificuldades crescentes na construção de infraestruturas de transporte e distribuição
– Diversificação das fontes de energia
– Aumento da exploração das energias renováveis
– Aumento da eficiência no uso da eletricidade
Produção Distribuída
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Produção distribuída
O sistema energético deve ser encarado como umainfraestrutura crítica, sendo essencial a adoção de novosconceitos como:
• a diversificação de fontes de energia primária para produzireletricidade;
• o incentivo à exploração das energias renováveis;
• ao aumento da eficiência no consumo de eletricidade.
Estes três aspetos dão origem ao conceito de produçãodistribuída.
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Conceito de microrede
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Conceito de microrede
• O sistema de energia elétrica integrará a produção centralizada deenergia com centrais virtuais de energia elétrica, as quaisconjugam a produção descentralizada das microturbinas, queatuam em rede e que utilizam diversas fontes de energia primáriacomo a energia eólica.
• Neste sistema, a cogeração e as pilhas de combustível, bem comoo armazenamento de energia são essenciais para o funcionamentoda rede elétrica, fornecendo energia às indústrias, às habitações eaos edifícios comerciais.
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Conceito de microrede
• Um sistema de BT com pequenas unidade de geração, decaracterística modular, produzindo eletricidade e calor a cargas locais
• Uma infraestrutura de comunicação
• Uma estrutura de controlo
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Conceito de microrede
As futuras unidades de produção descentralizada têm queestar preparadas com sistemas de controlo:
• Controlo de Voltagem: compensação da energia reativa;
• Controlo da Frequência: reservas de energia ativa (i.e. nocaso de perturbações na rede);
• Compensação das flutuações da produção e consumo deenergia (Redes Inteligentes).
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Arquitetura de uma Microrede
• Projeto SmartGrids.eu - compreende uma rede de baixa tensão,cargas (algumas delas ininterruptas), microfontes controláveis enão controláveis, dispositivos de armazenamento e um esquematipo de controlo e gestão, suportada por uma infraestruturautilizadas para monitorizar e controlar as microfontes e as cargas.
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