aula 1: conceitos básicos de geração, transmissão e
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28/05/2021 Instalações Elétricas 1
Aula 1: Conceitos básicos de geração,
transmissão e distribuição
Prof. Allan Fagner Cupertino
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Sumário
➢ Fundamentos
➢ Características do sistema elétrico
➢ Cenário atual do sistema elétrico brasileiro
➢ (Um resumo) de algumas tecnologias de geração de eletricidade
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Fundamentos
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Corrente contínua versus corrente alternada
❑ Corrente contínua
➢ Caracterizada pela sua amplitude
❑ Corrente alternada
➢ Caracterizada pela seu valor eficaz e frequência;
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Corrente contínua versus corrente alternada
https://peguru.com/2011/03/ac-dc-power/
❑ CC versus CA: Batalha das correntes;
❑ Qual sistema era mais interessante para a transmissão de
energia em longas distâncias?
❑ Transformador teve um papel fundamental na decisão!
ou
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Importância do transformador
https://peguru.com/2011/03/ac-dc-power/
Sistema CC
Sistema CA
i = 100A
i = 100Ai = 10A
i = 100A
Transformador
4800 → 480
Linha de transmissão – 50 km
Linha de transmissão – 50 km
Transformador
480 → 4800
❑ Compare as perdas na transmissão dos sistemas de transmissão a seguir.
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Níveis de tensão e frequência empregados no mundo
Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Mains_electricity_by_country.
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Características do sistema elétrico
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Geração, Transmissão e Distribuição
G
230 kV, 345 kV
500 kV 138 kV 13,8 kV
13,8 kV
220/127 V
Geração Transmissão Distribuição
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Geração, Transmissão e Distribuição
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Exemplos: Sistema de distribuição
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Sistema interligado nacional - SIN
Fonte: ONS.
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Níveis de tensão empregados no Brasil
Fonte: https://www.aneel.gov.br/tensoes-nominais
220/127 Volts
380/220 Volts
208/120 Volts
R
S
T
N
230/115 Volts
254/127 Volts
240/120 Volts
440/220 Volts
220/110 Volts
X
Y
N
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Níveis de tensão empregados no Brasil
Fonte: https://www.aneel.gov.br/tensoes-nominais
220/127 Volts
380/220 Volts
208/120 Volts
R
S
T
N
230/115 Volts
254/127 Volts
240/120 Volts
440/220 Volts
220/110 Volts
X
Y
N
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Exemplo de ramal de entrada - Elektro
Fonte: Prismian. “Instalações elétricas residenciais”. 2003.
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Exemplo de ramal de entrada - CEMIG
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Exemplo de ligação de cargas
FFFN FN
V 220VV = V = 127V
3 3→ =
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A tensão eficaz é constante?
Fontes:
[1] M. F. dos Santos “Análise de desempenho de uma rede de distribuição de energia elétrica em baixa tensão alternada e contínua”. Dissertação de mestrado -
UFMG
[2] ANEEL. Módulo 8 do Prodist. Qualidade de energia elétrica.
Tensão adequada
Tensão precária
Tensão precária
Tensão crítica
Tensão crítica
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A tensão eficaz é constante?
Fontes: ANEEL. Módulo 8 do Prodist. Qualidade de energia elétrica.
Estruturas de regulação de tensão são utilizadas pela concessionária!
Tensão adequada
Tensão precária
Tensão precária
Tensão crítica
Tensão crítica
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Cenário atual do sistema elétrico brasileiro
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Cenário atual do sistema elétrico
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2228/05/2021
Funcionamento do sistema elétrico
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Geração
Consumo
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Sistema elétrico - tradicional
Fonte: Shaun Howell et. al., "Towards the next generation of smart grids: Semantic and holonic multi-agent management of distributed energy resources,"
in Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 77, pp. 193-214, Set. 2017.
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Sistema elétrico – novo paradigma
Fonte: S. Howell et. al., "Towards the next generation of smart grids: Semantic and holonic multi-agent management of distributed energy resources,"
in Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 77, pp. 193-214, Set. 2017.
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Matriz elétrica brasileira – BEN 2020
Fonte: Empresa de Pesquisas Energéticas. Balanço energético nacional – BEN. 2020
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Fluxo de energia elétrica
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Fonte: Empresa de Pesquisas Energéticas. Balanço energético nacional – BEN. 2020
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Capacidade instalada e geração distribuída
Fonte: Empresa de Pesquisas Energéticas. Balanço energético nacional – BEN. 2020
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Capacidade instalada – Energia solar fotovoltaica
Fonte:
[1] Empresa de Pesquisas Energéticas. Balanço energético nacional – BEN. 2020.
[2] Greener. Estudo Estratégico: Mercado Fotovoltaico de Geração Distribuída. 2019.
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(Um resumo) de algumas tecnologias de
geração de eletricidade
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Geração hidrelétrica
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Geração hidrelétrica - Itaipu
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Tipos de turbinas mais comuns
Fonte: Gunt Hamburg.
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Geração termelétrica
De onde vem o calor?
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Geração termelétrica
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Geração termelétrica
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Geração temonuclear
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Geração eólica
❑ Direção do eixo;
❑ Número de pás;
❑ Estratégia de controle de potência;
❑ Velocidade de operação;
❑ Local de instalação;
❑ Valor da potência gerada.
Fonte: Portal energia.
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Dentro de uma turbina eólica
Fonte: Vestas.
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Energia solar
Energia solar fotovoltaica Energia solar térmica
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Energia solar térmica
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Energia solar térmica - primórdios
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Usinas termosolares
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Energia solar fotovoltaica
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Sistemas fotovoltaicos isolados
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Sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica
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