Escrito por Youssef Barreiros
Um sistema típico de geração de energia fotovoltaica converte corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA). Quando a potência gerada pelo sistema fotovoltaico excede a demanda da carga local, a eletricidade adicional é direcionada para a rede elétrica. A adoção da solução zero grid é motivada por essa necessidade, pois visa controlar a injeção da energia excedente e assim evitar a inversão de fluxo na rede da concessionária.
O que significa Zero Grid?
O conceito de zero grid refere-se a uma metodologia de gestão da exportação de energia para a rede elétrica. Em alguns casos, a injeção de energia excedente é reduzida a zero, enquanto em outros pode atingir um determinado valor. É importante ressaltar que os termos zero grid, zero export e grid zero referem-se a esse mesmo método de controle da injeção de potência.
FIGURA 01- Sistema de Energia Solar Híbrido com Corrente Exportada
Geração e consumo no sistema fotovoltaico
Para regular a quantidade de energia que um sistema fotovoltaico pode enviar à rede, é imprescindível reconhecer que tal sistema está interligado à infraestrutura elétrica.
Assim, não faz sentido discutir o controle da exportação de eletricidade para a rede no contexto de um sistema fotovoltaico off-grid, que opera desconectado da mesma.
Portanto, toda instalação que incorpora o controle zero grid deve ser considerada como conectada à rede elétrica. Esse conceito pode ser bem notificado na imagem abaixo.
FIGURA 02- Balanço energético de uma unidade consumidora
Durante algumas horas em um único dia, ocorre a geração de energia a partir do sistema fotovoltaico, representada pela área cinza sob a curva tracejada. A área em la escuro refere-se ao autoconsumo, que corresponde à energia gerada pelo sistema fotovoltaico e consumida instantaneamente pelas cargas da unidade consumidora.
A curva fora da linha pontilhada também indica a energia consumida instantaneamente pelas cargas, mas essa energia é proveniente da rede elétrica, pois o consumo ocorre em momentos em que o sistema fotovoltaico não está produzindo energia.
Assim, a energia não consumida pelas cargas será injetada na rede da concessionária. Quando a concessionária não suporta ou não permite a injeção dessa energia excedente, o sistema fotovoltaico deve limitar a exportação de corrente para a rede.
Como se dá a função zero-export?
Para explicar, tem-se os inversores da Nansen Solar, que apresentam a função anti-backflow (anti fluxo reverso) em todos os modelos on-grid e híbridos, tanto monofásicos quanto trifásicos. Além de permitir essa função, os inversores da Nansen Solar também possibilitam o controle da porcentagem de potência que pode ser injetada na rede. É importante ressaltar que essa funcionalidade está disponível internamente e, com os equipamentos externos adequados, é possível aproveitá-la plenamente.
FIGURA 03 - Tela de configuração do App Nansen Solar
Dessa maneira, para limitar a potência excedente gerada pelo sistema fotovoltaico, o inversor precisa identificar se há corrente fluindo para a rede elétrica. Isso é possibilitado por meio de transformadores de corrente (CT - Current Transformer). O CT é conectado ao cabeamento AC entre o inversor e a rede elétrica, antes do medidor da concessionária.
FIGURA 04 - Diagrama de conexão do zero export
No entanto, o CT não consegue medir a corrente; ele apenas identifica a presença de corrente. Portanto, é necessário contar com a ajuda de um medidor de energia, o smart meter, que lê os dados do CT e os envia ao inversor. Com a função habilitada, o inversor pode regular sua injeção. Vale ressaltar que alguns modelos de inversores da Nansen Solar já possuem esse medidor internamente, sendo necessário apenas conectar um CT diretamente ao inversor fotovoltaico.
FIGURA 05 – Conexão entre CT e Smart Meter
Ao detectar corrente fluindo para a rede, o inversor ajusta rapidamente sua saída até que ela se torne zero, garantindo acesso com potência nula. Quando o smart meter identifica o fluxo elétrico, ele envia essa informação ao inversor, que imediatamente altera seu modo operacional, iniciando o rastreamento do ponto de potência máxima (MPPT). O funcionamento é, então, transferido para um modo que controla a potência de saída, igualando-a ao nível das cargas locais e efetivando assim sua função anti-backflow.
A adoção de soluções zero-export é mais simples do que parece, e escolher um inversor solar com essa função habilitada é imprescindível para evitar problemas na instalação. Além disso, isso ajuda a evitar os custos associados à instalação de sistemas de armazenamento energético.
Problemas Causados pela Inversão de Fluxo
Quando um sistema fotovoltaico gera mais energia do que a unidade consumidora precisa, cria-se uma energia excedente. Se essa energia não for armazenada em baterias, ela será injetada na rede elétrica da distribuidora. Por diversas razões, essa injeção pode ser prejudicial para a rede e causar problemas, como:
Sobrecarga da Rede: Equipamentos como transformadores e disjuntores podem ser sobrecarregados, levando a falhas e interrupções no fornecimento de energia.
Desequilíbrio de Tensão: A injeção de energia pode causar flutuações na tensão, afetando a qualidade do fornecimento elétrico.
Interrupções: A sobrecarga e o desequilíbrio podem resultar em cortes de energia, impactando consumidores e equipamentos.
É importante ressaltar que o sistema grid zero pode ser utilizado em conjunto com um sistema on-grid. Essa integração possibilita maximizar o potencial de geração energética sem enviar essa energia para a rede elétrica. Tal configuração é especialmente vantajosa em locais onde não se permite a geração de créditos de energia e é amplamente adotada em projetos com elevado consumo energético.
Dessa forma, torna-se uma solução para atender à demanda energética sem a necessidade de modificações nos contratos existentes com as concessionárias elétricas. Por esse motivo, setores como a indústria e o agronegócio se destacam como grandes usuários dos sistemas grid zero, controlando a injeção até um limite ou restringindo-a a zero.
Homologação do Sistema On-grid com Zero Export
Os sistemas fotovoltaicos que operam em modo zero grid não estão dispensados da homologação junto às concessionárias de energia elétrica, pois esses sistemas precisam da referência fornecida pela rede para manter a sincronização e devem atender aos requisitos da função de anti-ilhamento.
Além disso, a normativa prevê que a distribuidora pode interromper o fornecimento de energia caso a instalação de geração ocorra sem autorização, especialmente se o paralelismo contínuo entre a rede e o gerador do consumidor causar problemas técnicos ou riscos à segurança da rede e dos demais consumidores.
A exigência de homologação aplica-se não apenas aos sistemas fotovoltaicos on-grid, mas a qualquer unidade geradora pertencente ao consumidor que opere em paralelo com a rede de distribuição. Todos esses projetos devem ser submetidos à análise e aprovação da distribuidora.
As diretrizes, requisitos e orientações necessárias para conexão da unidade fotovoltaica ao sistema elétrico estão disponíveis nas documentações elaboradas por cada concessionária.
Para aqueles que ainda têm dúvidas ou insistem na ideia de que um sistema fotovoltaico operando em modo zero grid não interage com a rede da distribuidora, um teste prático simples pode ser realizado: ao desligar o disjuntor do ponto de entrada, se o inversor fotovoltaico for desativado, isso indica que ele estava funcionando em conjunto com a rede e acionou sua função de anti-ilhamento.
Em caso de incertezas, é sempre recomendável consultar diretamente a distribuidora responsável pelo fornecimento elétrico à unidade consumidora e solicitar uma resposta clara e objetiva, fundamentada em suas normas técnicas e regulamentos. Não se deve confiar plenamente em informações veiculadas por redes sociais ou vendedores de sistemas fotovoltaicos sem comprovação adequada.
REFERENCIAS
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Legal 👍
Matéria rica e completa.
Excelente artigo, parabéns Youssef