Aula 1: Conceitos básicos de geração, transmissão e

28/05/2021 Instalações Elétricas 1

Aula 1: Conceitos básicos de geração,

transmissão e distribuição

Prof. Allan Fagner Cupertino

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Sumário

➢ Fundamentos

➢ Características do sistema elétrico

➢ Cenário atual do sistema elétrico brasileiro

➢ (Um resumo) de algumas tecnologias de geração de eletricidade

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Fundamentos

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Corrente contínua versus corrente alternada

❑ Corrente contínua

➢ Caracterizada pela sua amplitude

❑ Corrente alternada

➢ Caracterizada pela seu valor eficaz e frequência;

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Corrente contínua versus corrente alternada

https://peguru.com/2011/03/ac-dc-power/

❑ CC versus CA: Batalha das correntes;

❑ Qual sistema era mais interessante para a transmissão de

energia em longas distâncias?

❑ Transformador teve um papel fundamental na decisão!

ou

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Importância do transformador

https://peguru.com/2011/03/ac-dc-power/

Sistema CC

Sistema CA

i = 100A

i = 100Ai = 10A

i = 100A

Transformador

4800 → 480

Linha de transmissão – 50 km

Linha de transmissão – 50 km

Transformador

480 → 4800

❑ Compare as perdas na transmissão dos sistemas de transmissão a seguir.

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Níveis de tensão e frequência empregados no mundo

Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Mains_electricity_by_country.

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Características do sistema elétrico

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Geração, Transmissão e Distribuição

G

230 kV, 345 kV

500 kV 138 kV 13,8 kV

13,8 kV

220/127 V

Geração Transmissão Distribuição

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Geração, Transmissão e Distribuição

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Exemplos: Sistema de distribuição

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Sistema interligado nacional - SIN

Fonte: ONS.

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Níveis de tensão empregados no Brasil

Fonte: https://www.aneel.gov.br/tensoes-nominais

220/127 Volts

380/220 Volts

208/120 Volts

R

S

T

N

230/115 Volts

254/127 Volts

240/120 Volts

440/220 Volts

220/110 Volts

X

Y

N

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Níveis de tensão empregados no Brasil

Fonte: https://www.aneel.gov.br/tensoes-nominais

220/127 Volts

380/220 Volts

208/120 Volts

R

S

T

N

230/115 Volts

254/127 Volts

240/120 Volts

440/220 Volts

220/110 Volts

X

Y

N

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Exemplo de ramal de entrada - Elektro

Fonte: Prismian. “Instalações elétricas residenciais”. 2003.

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Exemplo de ramal de entrada - CEMIG

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Exemplo de ligação de cargas

FFFN FN

V 220VV = V = 127V

3 3→ =

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A tensão eficaz é constante?

Fontes:

[1] M. F. dos Santos “Análise de desempenho de uma rede de distribuição de energia elétrica em baixa tensão alternada e contínua”. Dissertação de mestrado -

UFMG

[2] ANEEL. Módulo 8 do Prodist. Qualidade de energia elétrica.

Tensão adequada

Tensão precária

Tensão precária

Tensão crítica

Tensão crítica

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A tensão eficaz é constante?

Fontes: ANEEL. Módulo 8 do Prodist. Qualidade de energia elétrica.

Estruturas de regulação de tensão são utilizadas pela concessionária!

Tensão adequada

Tensão precária

Tensão precária

Tensão crítica

Tensão crítica

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Cenário atual do sistema elétrico brasileiro

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Cenário atual do sistema elétrico

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2228/05/2021

Funcionamento do sistema elétrico

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Geração

Consumo

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Sistema elétrico - tradicional

Fonte: Shaun Howell et. al., "Towards the next generation of smart grids: Semantic and holonic multi-agent management of distributed energy resources,"

in Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 77, pp. 193-214, Set. 2017.

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Sistema elétrico – novo paradigma

Fonte: S. Howell et. al., "Towards the next generation of smart grids: Semantic and holonic multi-agent management of distributed energy resources,"

in Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 77, pp. 193-214, Set. 2017.

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Matriz elétrica brasileira – BEN 2020

Fonte: Empresa de Pesquisas Energéticas. Balanço energético nacional – BEN. 2020

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Fluxo de energia elétrica

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Fonte: Empresa de Pesquisas Energéticas. Balanço energético nacional – BEN. 2020

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Capacidade instalada e geração distribuída

Fonte: Empresa de Pesquisas Energéticas. Balanço energético nacional – BEN. 2020

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Capacidade instalada – Energia solar fotovoltaica

Fonte:

[1] Empresa de Pesquisas Energéticas. Balanço energético nacional – BEN. 2020.

[2] Greener. Estudo Estratégico: Mercado Fotovoltaico de Geração Distribuída. 2019.

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(Um resumo) de algumas tecnologias de

geração de eletricidade

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Geração hidrelétrica

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Geração hidrelétrica - Itaipu

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Tipos de turbinas mais comuns

Fonte: Gunt Hamburg.

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Geração termelétrica

De onde vem o calor?

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Geração termelétrica

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Geração termelétrica

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Geração temonuclear

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Geração eólica

❑ Direção do eixo;

❑ Número de pás;

❑ Estratégia de controle de potência;

❑ Velocidade de operação;

❑ Local de instalação;

❑ Valor da potência gerada.

Fonte: Portal energia.

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Dentro de uma turbina eólica

Fonte: Vestas.

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Energia solar

Energia solar fotovoltaica Energia solar térmica

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Energia solar térmica

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Energia solar térmica - primórdios

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Usinas termosolares

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Energia solar fotovoltaica

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Sistemas fotovoltaicos isolados

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Sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica

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