Inversão de fluxo: metodologia da Cemig para cálculo de potência em sistemas fotovoltaicos

Você é integrador solar e está tendo dificuldades na aprovação de projetos pela Cemig?

Neste artigo explicamos a metodologia apresentada pela Cemig, para realizar o cálculo da potência de sistemas de energia solar fotovoltaicos, visando facilitar o processo de aprovação de seus projetos. 

Foi publicada em Abril de 2024, pela Cemig, uma metodologia para a redução de potência de sistemas, que passa a ser vigente para pedidos protocolados a partir de 02/04/2024.

O intuito da metodologia aplicada é adequar novos projetos às condições de inversão de fluxo, mostrando como realizar o cálculo para redução de potência dos novos projetos.

IMPORTANTE: As informações aqui contidas são de caráter explicativo e não dispensam a consulta aos documentos oficiais da Cemig, nem constituem garantia de aprovação de projetos.

Inversão de Fluxo:

A Inversão de Fluxo de Potência descreve a situação em que a energia gerada por um sistema fotovoltaico excede o consumo local, sendo direcionada para a rede elétrica. Este cenário, dependendo de sua magnitude e das características da rede, demanda atenção especial, visto que pode resultar em:

• Sobrecarga da Rede: excesso de energia impacta equipamentos e linhas de transmissão.
• Desequilíbrio de Tensão: variações inesperadas  na tensão elétrica podem danificar equipamentos.
• Interrupções no Fornecimento: em casos críticos, a Inversão de Fluxo pode causar interrupções no fornecimento de energia.

A análise individualizada de cada caso é imprescindível para determinar a adequação da Inversão de Fluxo aos parâmetros de segurança e estabilidade da rede elétrica.

Metodologia de Cálculo da Cemig:

A Cemig publicou uma metodologia específica para determinar a potência máxima permitida para sistemas fotovoltaicos. Os fatores considerados incluem:

• Consumo Médio Mensal (CCLIENTE): utiliza-se a média de consumo dos últimos 12 meses para unidades consumidoras existentes, enquanto unidades novas adotam um valor padrão de 173 kWh/mês.
  
• Fator de Conversão (FCONV): este fator varia conforme o perfil de consumo da unidade consumidora (residencial, comercial, rural, etc.), considerando o percentual de consumo entre 6h e 18h (horário de ponta), conforme apresentado na Tabela 1.
  
• Potência de Geração Liberada (PGD): Representa a potência máxima permitida para o sistema fotovoltaico, calculada pela fórmula: PGD = CCLIENTE / FCONV.

Cálculo do Fator de conversão

O fator de conversão (𝐹𝐶𝑂𝑁𝑉 ), para cálculo do montante de geração

liberado, considera o consumo médio do consumidor nos últimos 12 meses

completos (𝐶𝐶𝐿𝐼𝐸𝑁𝑇𝐸 ) e a estimativa de geração da formulação apresentada no

Art. 655-B da REN nº 1.000/2021, a qual é dada pela Equação 2. 

Para a obtenção do fator de conversão aplica-se a seguinte operação mostrada na Equação 1.

 𝐹𝐶𝑂𝑁𝑉 = 115,2 / 𝐶s  (Equação 1)

Para encontrar valor de 115,2 , utilizado na equação do fator de conversão, a metodologia da Cemig, considera Eg / Pg (presente na equação 2), ou seja a relação entre a produção média mensal estimada da unidade geradora e potência instalada da unidade geradora. Que ela chama de estimativa de geração.

𝐸𝑔 = 𝑃𝑔 ∗ 𝐹𝐶 ∗ 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∗ 30 𝑑𝑖𝑎𝑠 (Equação 2)

sendo:

𝐸𝑔 a produção média mensal da geração distribuída;

𝑃𝑔 a potência instalada da geração distribuída;

𝐹𝐶 o fator de capacidade para a fonte solar, estabelecido em 16%.

O fator de capacidade expressa a energia real produzida pelo sistema em relação à energia máxima teórica que ele poderia gerar se operasse em sua potência máxima durante todo o tempo. Por exemplo, um FC de 16% significa que o sistema produz, em média, 16% da energia que poderia produzir se funcionasse em sua potência máxima 24 horas por dia.

O valor de 16% é uma estimativa média do fator de capacidade para sistemas solares fotovoltaicos no Brasil.

Ao multiplicar o fator de capacidade (𝐹𝐶) de 16% por 24 horas do dia por

30 dias do mês, obtém-se o valor de 115,2 utilizado na equação do fator de

conversão (𝐹𝐶𝑂𝑁𝑉 ).

Finalmente, com os valores de 𝐹𝐶𝑂𝑁𝑉 e 𝐶𝐶𝐿𝐼𝐸𝑁𝑇𝐸 , calcula-se a potência de

geração liberada para a usina fotovoltaica (𝑃𝐺𝐷 ) através da Equação 3:

𝑃𝐺𝐷 = 𝐶𝐶𝐿𝐼𝐸𝑁𝑇𝐸 / 𝐹𝐶𝑂𝑁𝑉 (Equação 3)

As tabelas abaixo e o valor de Cs, também utilizado na fórmula, vem dos estudos realizados pela empresa, conforme descrito pela mesma abaixo.

Tabela 1 – Fatores de referência para cálculo da potência de injeção
Fonte imagem: metodologia Cemig

“Os valores da Tabela 1 foram obtidos a partir dos maiores valores de

coincidência entre carga e geração em dias úteis de cada classe e faixa de

consumo dos resultados da campanha de medição enviados à ANEEL na última

revisão tarifária, apresentados na Tabela 2.”

Tabela 2 – Resultados da campanha de medição
Fonte imagem: metodologia Cemig

Exemplos de Aplicação:

Exemplo 1: Unidade Consumidora Residencial Existente:

• Consumo médio mensal (CCLIENTE): 300 kWh/mês
• Classe de consumo: Residencial (CS = 68%)

Calculando o FCONV:

FCONV = 115,2 / 68% = 169,41

Calculando o PGD:

PGD = 300 kWh/mês / 169,41 = 1,77 kW

Portanto, a potência de geração liberada para esta unidade consumidora residencial é de 1,77 kW.

Exemplo 2: Unidade Consumidora Rural com Mais de 12 Meses de Dados:

• Consumo médio mensal (CCLIENTE): 12.000 kWh/mês
• Classe de consumo: Rural 4 (CS = 56,33%) – Conforme Tabela 2

Calculando o FCONV:

FCONV = 115,2 / 56,33% = 204,51

Calculando o PGD:

PGD = 12.000 kWh/mês / 204,51 = 58,67 kW

Portanto, a potência de geração liberada para esta unidade consumidora rural é de 58,67 kW.

Conclusão:

A aplicação da metodologia não garante a aprovação do projeto pela Cemig, mas, o  intuito deste  artigo é informar e explicar a metodologia ao integrador para que mais pessoas tenham acesso a informação e passem a aplicar visando facilitar a aprovação de seus projetos.

Convidamos os integradores a compartilhar aqui nos comentários as suas experiências com a aplicação prática desta metodologia, seus desafios e percepções sobre a aprovação de projetos.

Todos os dados para este artigo foram obtidos no site da Cemig. 

Neste link, também é disponibilizado uma calculadora para realizar os cálculos da potência dos sistemas fotovoltaicos. 

Aproveite para compartilhar este artigo com seus colegas que estão enfrentando dificuldades em seus projetos e assim auxiliarmos no fortalecimento do setor solar!