AP1 - Sistemas de Energia Elétrica

SISTEMAS ENERGÉTICOS E SUSTENTABILIDADE / LEEC / 3º ANO / 2012-13 Nuno Gonçalves 01-03-2013 1

Sistemas de Energia Elétrica

EEC

2012-13


Conteúdo

• Sistema elétrico nacional

• Microgeração e microredes


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


Estrutura

Central Hidroelétrica do Alto Lindoso

• Central hidroelétrica (2 x 315 MW).



EstruturaCentral Hidroelétrica do Alto Lindoso

• Central hidroelétrica (2 x 315 MW).



Estrutura

Central Termoelétrica da Tapada do Outeiro

• Central termoelétrica (3 x 330 MW) alimentada a gás natural.

Central Termoelétrica da Tapada do Outeiro


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


EstruturaLinhas áreas de energia

Linha aérea de Muito Alta Tensão


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


Estrutura

Gestão global de energia elétrica

Centro de Controlo e Condução


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.


Microgeração e Microredes


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


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.


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.



• 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



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).


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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