Inversão do fluxo de potência, mudanças no perfil de consumo e riscos à infraestrutura ampliam a demanda por automação, inteligência artificial e armazenamento de energia nas redes de distribuição.
A expansão da geração distribuída (GD) solar, o aumento da demanda por climatização e veículos elétricos e a intensificação de eventos climáticos extremos pressionam as redes de distribuição de energia elétrica no Brasil. O cenário exige investimentos em automação, monitoramento e tecnologias capazes de aumentar a flexibilidade operacional e reduzir os impactos de falhas no fornecimento.
Os desafios foram debatidos por representantes da indústria, concessionárias e instituições de pesquisa durante o Roadshow Future Grid, realizado no Lactec, em Curitiba (PR). Entre os temas discutidos estão a inversão do fluxo de potência, a digitalização da rede, a resiliência diante de tempestades e o uso de inteligência artificial e baterias na operação do sistema elétrico.
Geração distribuída altera a dinâmica da rede
A expansão da geração fotovoltaica descentralizada modifica o fluxo tradicional de eletricidade, que passa a ocorrer também dos consumidores para a rede. Em circuitos com elevada concentração de sistemas solares, a injeção de excedentes pode provocar fluxo reverso e exigir adaptações na infraestrutura de distribuição.
O fenômeno se relaciona à chamada curva do pato, que representa a variação da demanda líquida atendida pelo sistema ao longo do dia. Enquanto a geração solar reduz a necessidade de outras fontes durante as horas de maior insolação, a queda dessa produção no fim da tarde coincide com a retomada do consumo, exigindo rápida elevação da oferta de energia.
A mudança no perfil de carga, associada à climatização e à recarga de veículos elétricos, aumenta a complexidade do planejamento e do controle da rede. Dependendo das condições locais, também pode provocar oscilações de tensão e restrições à conexão de novos geradores.
O presidente do Lactec, Maximiliano Andres Orfali, destaca a combinação de fatores que pressiona a infraestrutura: “A infraestrutura nacional enfrenta o desafio de se tornar resiliente e inteligente. Isso é impulsionado pela ascensão massiva da Geração Distribuída (GD) solar, pelo avanço da eletromobilidade, pela exigência dos consumidores e pelo aumento expressivo de eventos climáticos extremos.”
A adaptação das redes envolve ainda questões regulatórias, especialmente quanto aos padrões de qualidade do fornecimento, às compensações por descumprimento de indicadores e às condições para integrar novos recursos energéticos.
Sensores e medição inteligente ajudam a identificar falhas
A digitalização das redes de baixa e média tensão permite ampliar a visibilidade sobre as condições de operação e acelerar a identificação de interrupções e irregularidades. Medidores inteligentes e sensores podem fornecer informações sobre parâmetros elétricos, consumo e injeção de energia.
A implantação em larga escala, contudo, enfrenta desafios de custo, conectividade e logística. O material apresentado no evento cita um projeto-piloto em Brasília, com 5 mil pontos de medição, que evidenciou dificuldades para manter a comunicação contínua em áreas extensas.
Uma alternativa é utilizar sensores para monitorar conjuntos de consumidores e trechos da rede. A estratégia pode facilitar a localização de falhas e contribuir para o combate às perdas não técnicas, incluindo irregularidades na medição da energia produzida por sistemas fotovoltaicos, conhecidas como “fraude solar”.
A definição da solução depende das características de cada área de concessão e do equilíbrio entre custo, cobertura e nível de detalhamento das informações necessárias à operação.
Automação reduz impactos de falhas nas redes aéreas
A ocorrência de tempestades e vendavais reforça o debate sobre a vulnerabilidade das redes aéreas, sujeitas a danos provocados pela queda de árvores e por outros impactos físicos. Embora o aterramento dos cabos possa reduzir a exposição a determinadas ocorrências, a conversão integral da infraestrutura para redes subterrâneas envolve custos elevados.
O especialista Alexandre Ohara, da S&C Electric Company, aponta a dimensão econômica dessa alternativa: “Enterrar 100% dos cabos exigiria investimentos bilionários impagáveis pela tarifa.”
Como alternativa, distribuidoras podem ampliar a instalação de religadores e chaves seccionadoras automatizadas, equipamentos que permitem isolar trechos defeituosos e restabelecer o fornecimento nas áreas não afetadas, quando a configuração da rede possibilita manobras alternativas.
Esse recurso, conhecido como self-healing, reduz a necessidade de intervenção manual e pode diminuir a quantidade de consumidores atingidos por uma ocorrência. O resultado depende da topologia dos circuitos, da coordenação dos sistemas de proteção e da disponibilidade de caminhos alternativos para alimentar as cargas.
Inteligência artificial leva processamento para a rede
O aumento do volume de dados gerados pelos equipamentos de campo exige capacidade de processamento compatível com as necessidades operacionais. Concentrar todas as informações nos centros de operação pode criar limitações de latência e dificultar respostas rápidas em situações críticas.
Rodrigo Riella, coordenador do Centro de Competência Embrapii Lactec para Smart Grids e Eletromobilidade, ressalta a importância de transformar dados em decisões operacionais: “Apenas capturar dados da rede não basta; é preciso processá-los com agilidade para obter respostas imediatas.”
Uma das alternativas é a inteligência artificial distribuída (Edge AI), que executa algoritmos diretamente nos equipamentos ou próximo aos pontos de medição. O processamento local pode identificar anomalias, antecipar falhas e apoiar decisões sem depender do envio de todos os dados para sistemas centralizados.
A aplicação dessas soluções requer integração entre equipamentos, qualidade das informações e mecanismos de segurança cibernética. O objetivo é permitir que a análise dos dados contribua diretamente para a operação da rede.
Baterias podem ampliar a flexibilidade operacional
Os sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS, na sigla em inglês) também aparecem entre as alternativas para lidar com a variabilidade da geração renovável. Esses equipamentos podem absorver excedentes em determinados períodos e disponibilizar energia posteriormente, conforme as condições operacionais e econômicas.
Em redes com alta concentração de geração solar, o armazenamento pode ajudar a deslocar parte da oferta para horários de maior demanda. Tarifas dinâmicas e mecanismos de resposta da demanda também podem incentivar o deslocamento do consumo para períodos de maior disponibilidade de energia.
A viabilidade dessas soluções depende de fatores como localização, perfil de carga, restrições da rede, custos e regras de remuneração. Baterias e gestão da demanda complementam, mas não substituem, os investimentos necessários em transmissão e distribuição.
Future Grid aproxima pesquisa e aplicação comercial
A modernização das redes depende da articulação entre distribuidoras, fornecedores de tecnologia, reguladores e instituições de pesquisa. A cooperação permite desenvolver soluções alinhadas aos problemas operacionais e avançar da pesquisa para a aplicação comercial.
Luciano Carstens, gerente do Centro de Competência Future Grid, destaca a importância dessa integração: “A transformação da rede elétrica não depende de uma única tecnologia. Precisamos integrar medição inteligente, automação, comunicação, inteligência artificial, armazenamento e eletromobilidade, aproximando indústria, concessionárias e ICTs. O papel do Future Grid é justamente criar esse ambiente de cooperação, onde desafios reais do setor possam ser transformados em pesquisa aplicada, desenvolvimento tecnológico e soluções que avancem em maturidade até sua aplicação no mercado.”
Liderado pelo Lactec, o Future Grid integra os centros de competência credenciados pela Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii). A iniciativa desenvolve hardware, softwares de controle e soluções integradas para redes inteligentes e mobilidade elétrica, com recursos destinados à pesquisa e ao desenvolvimento e compartilhamento de riscos tecnológicos.
