O ensaio de anti-ilhamento em sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica

Redação

Além da redução dos custos, outros fatores responsáveis pelo crescente interesse nas aplicações comerciais dos sistemas de geração baseados em painéis photovoltaic (PV) conectados à rede elétrica são: baixas perdas por transmissão, já que os sistemas de geração PV podem ser instalados próximos aos centros de cargas; baixa necessidade de manutenção, devido a robustez dos painéis PV e ausência de partes mecânicas giratórias e o fato de os painéis PV gerarem uma energia limpa, sem a emissão de gases ou poluição sonora. Devido à natureza unidirecional (corrente contínua – cc) da energia elétrica gerada nos painéis solares fotovoltaicos é necessário o uso de conversores eletrônicos de potência (conversores estáticos) para condicionar a energia elétrica antes de esta ser disponibilizada para consumo na rede ca, alimentando cargas residenciais, comerciais e industriais. O equipamento utilizado para processar essa energia é denominado conversor cc-ca, ou também comercialmente chamado de inversor, que é um dispositivo eletrônico composto por interruptores semicondutores de potência. A conexão de sistemas fotovoltaicos à rede elétrica, normalmente referenciado como sistemas de geração dispersos ou distribuídos (SGD), dá origem aos chamados sistemas de distribuição ativos, mudando a concepção estrutural do sistema de potência tradicional, uma vez que o fluxo de potência se torna bidirecional. Dessa forma, apesar dos SGD aumentarem a oferta de energia, eles podem causar instabilidades no sistema elétrico de potência devido as suas características dinâmicas que diferem drasticamente das características dos grandes geradores presentes no sistema de geração tradicional. Neste contexto, os algoritmos de controle empregados nos conversores são de fundamental importância na operação correta do sistema fotovoltaico. Outro ponto crítico em relação a operação de sistemas de geração dispersos é a possibilidade de ocorrência de ilhamentos não intencionais. O fenômeno do ilhamento acontece quando parte de um sistema elétrico de abastecimento de energia, que contém cargas e sistemas de geração, é isolada do restante do sistema após a detecção de um defeito na rede elétrica básica, e continua operando. Esta situação pode causar diversos problemas como: grandes variações de tensão e frequência, problemas relacionados ao religamento, e um problema muito sério que está ligado à segurança de trabalhadores do sistema elétrico e aos consumidores a ele conectados. Mesmo que o sistema de geração disperso ilhado seja capaz de alimentar parte do sistema, sem interferir na qualidade da energia fornecida, ele tem que ter sua operação cessada, pois ela ainda não é permitida pelas normas. Os algoritmos de anti-ilhamento são de suma importância para a operação segura da planta solar fotovoltaica e devem ser incorporados ao sistema de controle do conversor cc-ca. Existe um procedimento de ensaio para avaliar o desempenho das medidas de prevenção de ilhamento utilizadas em sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica (SFCR).