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Hibridização de parques eólicos: uma oportunidade para o setor

08 março 2021
Artigo de Bruno Silva e Miguel Marques e José Carlos Matos, membros da equipa de consultoria em energia eólica do INEGI


As fontes renováveis de energia são hoje uma peça inquestionável na definição da política energética que vai desde o planeamento macro, a nível nacional e comunitário, até ao nível doméstico.

Quando falamos da eletricidade, especificamente, é cada vez mais evidente a importância de explorar a diversidade, e eventual complementaridade, dos diferentes recursos renováveis. A diversidade plena assegura um equilíbrio, em termos de fontes, na produção de eletricidade que, por um lado, não acentua dependências de fontes específicas ou regiões geográficas e, por outro, maximiza a utilização das infraestruturas de transporte e distribuição sem, contudo, as sobrecarregar.

A visão vigente da operacionalização desta diversificação das fontes, atualmente, passa pela construção e operação de centrais específicas - o parque eólico, a central fotovoltaica, a pequena central hídrica. Porém, o reforço de potência de centrais eletroprodutoras, já existentes, com tecnologias complementares pode constituir uma oportunidade interessante, para o Sistema Elétrico Nacional e todos os seus stakeholders, desde a produção até ao consumo.

A energia solar e a energia eólica, em particular, têm características que, função dos ciclos intradiários e intranuais, potenciam a sua complementaridade, e podem ter vantagens em comparação à sua utilização individual e separada. Vejamos porquê. 

O potencial energético eólico-fotovoltaico

Cada fonte energética renovável, seja eólica, solar, hídrica ou biomassa, tem um perfil de geração distinto. Existem variações ao longo do tempo, no espaço geográfico, e ao nível da disponibilidade e intensidade.
Existem, porém, locais que, fruto de condições meteorológicas próprias, permitem um maior grau de complementaridade.

Consideremos o exemplo de locais onde há mais vento à noite, do que em locais onde há mais vento durante o dia. Aqui, a complementaridade entre a produção eólica e fotovoltaica, permitiria potenciar a geração de energia com menor volatilidade durante 24 horas, aproveitando o máximo de cada recurso natural. Um maior grau de complementaridade permite uma maior suavização do perfil de geração de uma central electroprodutora híbrida.

A hibridização, aqui entendida como a combinação de diferentes recursos, não se limita ao potencial de suavização do perfil de geração da eletricidade. Permite também extrair mais valor de um ativo com um potencial limitado à produtividade associada à tecnologia da central: a própria infraestrutura de ligação à rede.

Capacidade, localização e ciclos intradiários são fatores chave

Os parques eólicos em Portugal apresentam uma produtividade média em torno das 2300 a 2400 horas equivalentes a plena carga. A ligação desses parques à rede tem, naturalmente, o mesmo grau de utilização, o que por sua vez significa que mais kWh entregues à rede por essa via resultam na utilização da capacidade ociosa deste ativo. Por outras palavras, se o custo de produção de eletricidade adicional exige investimento adicional, o custo com a entrega dessa eletricidade à rede é residual, já que essa entrega é feita através de um ativo existente. Algo que, em última análise, resulta na redução dos custos da eletricidade.

E porque se coloca esta questão aos parques eólicos? 

De um ponto de vista conceptual, a hipótese de hibridização pode ser colocada para qualquer central eletroprodutora. Contudo, face à dimensão comportada pela energia eólica no Sistema Elétrico Nacional, a oportunidade é aqui mais óbvia.

Recordemos que, em Portugal Continental, nos últimos 5 anos, a eletricidade de origem eólica correspondeu, em média, a 24% do consumo de eletricidade. 

Além do nível de intensidade das fontes eólica e solar, há, contudo, que verificar o grau de complementaridade entre as duas, projeto a projeto. Uma elevada simultaneidade dos recursos pode ter um impacto significativo ao nível da limitação imposta à central electroprodutora híbrida, assumindo a inexistência de armazenamento.

Aferir os ciclos, tanto intradiários como interanuais, de produção de eletricidade a partir das diferentes fontes, e determinar maior o grau de dessincronização (i.e., menor o grau de simultaneidade) é igualmente importante para o melhor dimensionamento da central fotovoltaica.

Assim, concluímos que um dos principais inputs para a definição do ponto ótimo na exploração de uma central híbrida encontra-se no grau de complementaridade entre fatores de capacidade. Não se trata, contudo, do único aspeto relevante: a localização é também um aspeto chave, e depende de diversos fatores, entre os quais as características do terreno envolvente, a classificação do solo e os níveis de recurso existentes.

A capacidade electroprodutora de base renovável tem espaço para crescer em Portugal

Estes estudos revelam-se assim um passo essencial para o futuro sucesso de uma central hibrida, e também o INEGI tem ao dispor dos seus clientes as capacidades e competências para a realizar. 

Em estudos já em curso, a nossa equipa recorre a metodologias avançadas de aferição da simultaneidade das fontes e de avaliação dos terrenos envolventes que permite equacionar os níveis de irradiação solar incidente, as características orográficas do terreno (orientação, inclinação, etc.) e as soluções construtivas para classificar e pré selecionar as áreas de maior interesse, face aos critérios basilares, a par de uma comprovação local e avaliação de aspetos ambientais.

A hibridização de parques eólicos, recorrendo a capacidade geradora fotovoltaica, constitui uma oportunidade muito interessante para os primeiros promotores a investir nesta aposta em Portugal. Dada a produtividade típica dos parques no país, é expectável a existência de uma capacidade ociosa significativa por parte das infraestruturas de ligação à rede, passível de utilização com fontes renováveis desde que dessincronizadas com a energia eólica.

Num trabalho que o INEGI tem vindo a realizar para cada vez mais promotores, a central fotovoltaica agregada ao parque eólico pode ser otimizada em função do potencial e das suas caraterísticas, tendo em vista a maximização de produção de eletricidade para o ano inteiro ou apenas para um período específico do ano se, no balanço global da central híbrida, tal se revelar mais interessante.

Em todo o caso, trata-se apenas de um aspeto a considerar nos estudos de reforço de potência de parques eólicos com geração fotovoltaica. A potencial substituição de aerogeradores com máquinas mais eficientes, o denominado repowering, a conclusão de períodos com tarifas determinadas administrativamente, e a entrada dos parques eólicos em mercado ou eventuais alterações profundas no perfil da procura de eletricidade podem conduzir a modificações profundas nos modelos de negócio.



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