Novas centrais hídricas reversíveis aumentam viabilidade das eólicas

Projeto europeu, que envolveu investigadores do INESC TEC, demostrou que o recurso a novas tecnologias de centrais hídricas reversíveis desempenha um papel fundamental no sistema elétrico baseado num ambiente de fontes de energia renováveis.

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Energia Eólica
Energia Eólica. Foto: Rosa Pinto

Um dos problemas associado à produção de energia elétrica a partir do vento é a dependência da variabilidade do vento, ou seja, quando há vento há produção de energia e quando não há vento não há produção de energia elétrica.

A energia hídrica vai desempenhar um papel cada vez mais importante num sistema elétrico sustentado em energias renováveis, dado que, para atenuar a variabilidade eólica, passará a ser armazenado o diferencial de energia que deriva da disponibilidade da produção e da quantidade consumida.

De acordo com o Centro de Sistemas de Energia do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores, Tecnologia e Ciência (INESC TEC), o diferencial existe “devido ao consumo reduzido e à existência de produção eólica em determinados momentos, denominados períodos de vazio, que correspondem à madrugada”. O excesso da energia eólica produzida poderá ser ‘armazenado’ com recurso a centrais hídricas reversíveis.

O conceito de armazenamento de energia eólica sobre a forma de energia hídrica consiste no recurso à água armazenada para produzir energia elétrica, quando a energia eólica não pode operar por falta de vento, e nos horários de baixo consumo, utilizando o excesso de energia eólica para transportar a água para a albufeira.

Bernardo Silva, investigador do INESC TEC, esclarece que “na eventualidade da produção eólica começar a diminuir num determinado instante, seria interessante do ponto de vista técnico que as bombas conseguissem igualmente reduzir a potência consumida para compensar a redução da produção eólica”.

O conceito de armazenamento de energia e a variabilidade do consumo e da produção “levou ao desenvolvimento de uma nova tecnologia de máquinas reversíveis, ou seja, que podem funcionar como turbina ou como bomba”, dado que “a tecnologia das máquinas das centrais tradicionais não permite que operem a potência variável em modo de bomba, fator que é indispensável para acomodar volumes crescentes de produção eólica onde a variabilidade e incerteza são mais elevadas”.

Máquinas reversíveis, projeto europeu Hyperbole
Máquinas reversíveis, projeto europeu Hyperbole © Hyperbole

Uma larga equipa multidisciplinar de investigadores esteve envolvida no projeto europeu Hyperbole. O objetivo foi estudar o comportamento de centrais hídricas e os seus componentes durante a operação em regime parcial de carga e com variabilidade.

Os investigadores avaliaram “os efeitos da operação em regime parcial de carga em centrais hídricas na perspetiva de escoamento de fluídos, mecânica e elétrica”.

No projeto europeu Hyperbole, com um financiamento da Comissão Europeia de 4,3 milhões de euros, fizeram parte dez entidades europeias, pertencentes a seis países europeus: Portugal, Suíça, França, Áustria, Alemanha e Espanha.

Em Portugal o INESC TEC esteve envolvido “na identificação e desenvolvimento de modelos de simulação dinâmica que permitissem representar os principais comportamentos deste tipo de centrais na perspetiva de estudo da rede elétrica”.

Os modelos identificados pelos investigadores “permitiram a elaboração de um estudo com diferentes níveis de integração de centrais hídricas de velocidade variável no sistema elétrico português”, um estudo que permite “a avaliar os eventuais benefícios que poderiam advir da flexibilidade adicional que tais centrais representam para a controlabilidade do sistema elétrico numa perspetiva de resposta dinâmica do sistema”.

O INESC TEC efetuou também “a avaliação técnico-económica da participação de centrais hídricas reversíveis de velocidade variável no mercado de eletricidade e serviços de sistemas”.

“Neste projeto desenvolvemos modelos simplificados que vão permitir a um operador do sistema elétrico efetuar estudos de integração desse tipo de tecnologias no sistema elétrico para os próximos anos”, esclareceu Bernardo Silva.

O trabalho desenvolvido no projeto demonstrou “que nova tecnologia de máquinas reversíveis permite reduzir a incerteza da produção de base eólica” e que “os algoritmos de otimização desenvolvidos pelo INESC TEC permitem um aumento do lucro da participação no mercado em 12%, quando comparadas com as tecnologias tradicionais de centrais hídricas reversíveis”.

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