Usinas híbridas não são a bala de prata para o congestionamento da rede

Novas pesquisas mostram que usinas híbridas que combinam energia solar ou eólica com armazenamento de energia apenas reduzem o congestionamento em áreas com grandes quantidades de recursos de energia renovável variável em circunstâncias específicas, dependendo da configuração, operação e tecnologia da usina.

A pesquisa, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, descobriu que o impacto que uma usina híbrida tem no congestionamento depende não apenas de sua localização precisa, mas também de como a operação de uma usina é limitada pelos limites do ciclo da bateria.

Também descobriu que a capacidade de carregar a bateria da rede (não apenas de geradores solares ou eólicos no local) é um fator importante para determinar a capacidade de uma usina híbrida de reduzir o congestionamento da rede.

O desenvolvimento de novas usinas eólicas e solares ultrapassou o desenvolvimento de novas transmissões, disse o relatório. A transmissão é importante porque permite que os centros de carga acessem a eletricidade gerada a partir de recursos de baixo custo em outras áreas. O congestionamento ocorre quando os limites de transmissão são atingidos e pode impedir que recursos eólicos e solares de baixo custo sejam totalmente utilizados, limitando seu valor de mercado.

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O armazenamento de energia, que muitas vezes pode ser construído mais rapidamente do que a nova transmissão, pode ajudar a aliviar o congestionamento da transmissão, deslocando a geração e a carga ao longo do tempo. Em locais com alta concentração de usinas eólicas ou solares (áreas ricas em energia renovável variável ou áreas ricas em VRE), o desenvolvimento de usinas híbridas solar+bateria e eólica+bateria está crescendo, em parte motivado pelo desejo de evitar a venda de energia durante horários congestionados e de preços baixos.

O relatório disse que em áreas ricas em energia solar e eólica, os novos híbridos que carregam da rede e podem alternar suas baterias com frequência normalmente diminuem o congestionamento, embora o efeito seja pequeno.

Novos híbridos em outras configurações (por exemplo, com um requisito de ciclo mais conservador que cobra apenas do resultado do gerador renovável emparelhado) aumentam o congestionamento, descobriu a pesquisa. No entanto, esses recursos resultam em menos congestionamento do que a construção de uma usina solar ou eólica autônoma. Este ponto final indica, disse o pesquisador, que adicionar baterias a uma usina eólica ou solar existente "quase sempre reduzirá o congestionamento".

O estudo concentrou-se em 23 locais no sistema de energia em massa dos EUA que enfrentam congestionamento significativo hoje e já possuem uma usina solar ou eólica autônoma. Os locais foram selecionados como exemplos de condições que podem surgir amplamente em sistemas com alta penetração de VRE.

Os resultados do estudo foram publicados na revista Advances in Applied Energy. A pesquisa disse que ciclismo mais frequente e baterias de baixo custo podem ajudar a reduzir os impactos relacionados ao congestionamento das usinas híbridas. Também destaca a necessidade de desenvolver compensações de custo-benefício mais sofisticadas entre os custos de degradação da bateria de vários tipos de ciclismo e a oportunidade de arbitragem associada.

E a pesquisa sugere uma possível ligação entre as políticas de garantia da bateria e o congestionamento da rede. Sugeriu que mudanças nas garantias de fabricação poderiam ajudar a reduzir modestamente o congestionamento.

O estudo disse que os benefícios da cobrança da grade da usina híbrida para reduzir o congestionamento apontam para a importância das opções de design da usina que fornecem essa capacidade e também o papel da flexibilidade nos programas de incentivo. A Lei de Redução da Inflação, por exemplo, fornece incentivos para híbridos que cobram da rede, facilitando que esses híbridos reduzam o congestionamento com mais facilidade. Em contraste, os programas de incentivo anteriores focavam em híbridos com armazenamento que cobravam apenas do gerador solar ou eólico acoplado.

O estudo também considera como a expansão da transmissão pode afetar financeiramente projetos em regiões congestionadas. Aqui, descobriu-se que em áreas ricas em VRE, as usinas eólicas veem grandes oportunidades de receita com a expansão da transmissão local e a hibridização adicionando armazenamento de bateria. As usinas solares também se beneficiam da expansão da transmissão, mas o valor é pequeno em comparação com as usinas eólicas e com a adição de armazenamento.