Benefícios de combustíveis alternativos e flexibilidade de combustível

Os motores de combustão interna que usam combustíveis tradicionais e alternativos são parte integrante da vida em todas as partes do mundo. Eles são quase universalmente usados em veículos motorizados de todos os tipos, na geração de energia e muito mais. Tradicionalmente, os motores de combustão interna funcionam com combustíveis líquidos. Esses combustíveis são destilados do petróleo. Pense em gasolina, diesel, querosene ou óleo combustível pesado.

O que são combustíveis alternativos?

Combustíveis fósseis líquidos são convenientes e acessíveis, mas não são os únicos combustíveis que os motores podem queimar. De fato, os combustíveis alternativos estão disponíveis desde que os motores de combustão interna tenham existido. Por exemplo, os veículos em funcionamento com um combustível conhecido como gás de madeira foram amplamente usados durante a segunda guerra mundial. Isso permitiu economizar o combustível necessário para o esforço de guerra. O gás de madeira foi gerado pela combustão incompleta de lascas de madeira. O processo seria realizado em uma espécie de chaleira grande. A chaleira pode ser colocada em um reboque atrás de um veículo e, de lá, canalizada para o motor do veículo.

Hoje, poucos veículos funcionam com gás de madeira, mas muitos outros combustíveis alternativos estão disponíveis, e vários outros estão sendo desenvolvidos. Alguns, como gás natural comprimido (GNC) e gás de petróleo líquido (GLP-uma mistura de propano e butano), são derivados de combustíveis fósseis. Outros, como diesel renovável, biodiesel, etanol e biogás, são obtidos de culturas energéticas ou de resíduos orgânicos. Você pode conferir quais são os combustíveis de baixo carbono para saber mais.

Os avanços na engenharia química e em outras disciplinas também tornaram possível a síntese de metano, hidrogênio, diesel e mais a partir de matérias-primas não fósseis, como dióxido de carbono (CO2) e água usando eletricidade renovável. Esses combustíveis sintéticos às vezes são conhecidos como "e-Fuels". Você pode conferir quais são os motores de energia a x e e-combustíveis para saber mais.

O diesel renovável pode ser usado como substituições de drop-in. Para a maioria dos motores, nenhuma modificação é obrigatória. Os biodiesels devem ser misturados com diesel fóssil para serem usados em motores de ignição por compressão (CI) padrão. O etanol-basicamente, o álcool-também pode ser usado em veículos tradicionais SI (ignição por faísca) quando é misturado com gasolina. A mistura de etanol é extremamente comum. Mais de 98% de toda a gasolina vendida nos Estados Unidos contém uma proporção significativa de etanol.

Por exemplo, o motor Cummins Inc. ethos Spark acendeu pode executar E85 (etanol de 85%) sem qualquer modificação. Enquanto isso, os motores capazes de funcionar com Flex Fuel podem usar uma mistura de gasolina e etanol de 51% a 83% (E85). Veículos com essa capacidade, conhecidos como veículos de combustível-flex, não são raros-de acordo com o departamento de energia dos EUA, há mais de 21 milhões veículos de combustível flex que dirigem nas estradas dos EUA.

O que é flexibilidade de combustível?

A flexibilidade de combustível também é uma opção para os proprietários de equipamentos que desejam usar GNC ou GLP como alternativa à gasolina. Qualquer um pode ser alcançado com a adição de um sistema de combustível separado e a adição de um novo conjunto de injetores de combustível no motor. Os proprietários de veículos de combustível duplo podem, assim, funcionar com GNC, e, se nenhuma estação de abastecimento de GNC estiver nas proximidades quando o combustível gasoso acabar, continue dirigindo na gasolina.

Combustíveis alternativos não são apenas para veículos rodoviários. Máquinas agrícolas, de equipamentos de mineração , navios, locomotivas e outros veículos podem beneficiar-se potencialmente do uso de combustíveis alternativos. Os combustíveis alternativos também são uma opção para motores de combustão interna estacionária. Motores estacionários são comumente usados em aplicações industriais, como extração de petróleo e gás ou de geração de energia . Os proprietários de usinas de energia podem atender mais facilmente aos seus objetivos operacionais e financeiros quando têm a opção de usar o diesel tradicional, o biodiesel ou o gás natural em sua usina de energia. Usinas de energia baseadas em geradores de energia de motores alternativos , por exemplo, podem iniciar seus motores com gás natural. Assim que os motores estiverem em funcionamento, eles podem ser transferidos para o biodiesel, permitindo que a operação líquida CO 2 seja livre.

As empresas que operam frotas de veículos estão constantemente fazendo trocas entre vários objetivos, como reduzir os custos de capital, reduzir os custos de manutenção, reduzir os custos de combustível e reduzir as emissões, levando em consideração as restrições de alcance e reabastecimento, entre outros. A adoção do uso de um combustível alternativo pode ajudar a promover um ou mais desses objetivos.

Benefícios ambientais dos combustíveis alternativos

Usar um combustível alternativo pode ser uma boa maneira de reduzir as emissões de carbono. A queima de combustíveis fósseis libera o carbono na atmosfera que foi armazenada anteriormente no subsolo.

Os biocombustíveis, em contrapartida, liberam o carbono que foi retirado da atmosfera pelas culturas de que são fabricados. É por isso que os biocombustíveis são pensados como net-CO 2 combustíveis livres. Da mesma forma, o combustível de gás natural renovável produzido a partir de aterros sanitários ou gás de esgoto pode ser considerado como um combustível com intensidade de carbono negativa.

Para empresas que desejam reduzir sua pegada de carbono, os combustíveis alternativos apresentam uma variedade de opções. Switching to CNG or LPG can result in significant CO2 reductions, despite their fossil nature. Usar um combustível com um maior teor de etanol ou biodiesel também pode ser eficaz. Para empresas que buscam mais reduções nas emissões CO 2, conversões completas de biodiesel, óleo vegetal hidrotratado (HVO), etanol, gás natural renovável ou até hidrogênio, ou um e-Fuel também podem ser uma opção.

Besides CO2, internal combustion engines emit other gases in their exhaust. A maioria das empresas deve se preocupar com as emissões não de carbono de suas frotas de veículos. Combustíveis alternativos de queima limpa podem ajudar nesse sentido. Em alguns casos, por exemplo, a conversão de um caminhão a diesel para funcionar com GNC pode ser mais rentável a longo prazo do que investir em equipamentos de controle de emissões de escape diesel.

Em certos setores, além disso, as emissões não carbónicas representam um conjunto específico de problemas. Esses problemas podem levar a soluções transformadoras projetadas em torno de um combustível alternativo. As minas, por exemplo, exigem um sistema de ventilação potente para manter um ambiente seguro e respirável. Com máquinas pesadas operando no subsolo, essa não é uma tarefa fácil. Operando esse sistema de ventilação pode ser muito caro e consumir muita energia. Essas considerações levaram várias empresas de mineração a explorar opções para abastecer essa maquinaria com hidrogênio. O uso de hidrogênio como combustível resultaria em nenhuma emissão em todos os, e, portanto, muito menores necessidades de ventilação.

Benefícios econômicos dos combustíveis alternativos

Combustíveis fósseis tradicionais, como gasolina e diesel, geralmente são convenientes e acessíveis, mas há situações em que os combustíveis alternativos são mais baratos. O gás natural, especificamente, tem sido consistentemente mais barato do que a gasolina e o diesel quando medido em uma base equivalente a um galão de gasolina. Operadores de ônibus da cidade, caminhões de lixo e outros veículos comerciais economizaram milhões de dólares ao converter suas frotas para funcionar com GNC.

Biogas can be used to generate electricity and heat for the water treatment process

Além de ser baixa, o preço do gás natural também é estável ao longo do tempo. Os preços do gás natural tendem a evitar as flutuações cíclicas dos preços que os combustíveis à base de petróleo, como a experiência com a gasolina. Como resultado, os proprietários de veículos a gás natural comprimido desfrutam de custos operacionais que são mais baixos e mais previsíveis.

Manutenção e outras vantagens dos combustíveis alternativos

Os combustíveis alternativos apresentam uma variedade de outras vantagens. Veja alguns benefícios adicionais:

  • de vida útil: ao contrário da gasolina e do diesel, o gás natural e o propano têm uma vida útil ilimitada, assim como o hidrogênio e os e-combustíveis baseados em amônia. Isso também é válido para várias formulações mais recentes de biodiesel e diesel sintético, que podem durar até 10 anos.
  • de compatibilidade ambiental : o biodiesel e o diesel renovável também são biodegradáveis, não tóxicos e produzem menos gases. Da mesma forma, não é provável que o GLP e o gás natural resultem em qualquer contaminação do solo ou da água se derramado, já que eles simplesmente vaporizariam.
  • necessidades de manutenção reduzidas : o gás natural e o propano tendem a queimar mais limpos que os combustíveis líquidos. Uma quantidade menor de fuligem, assim, faz o seu caminho para o óleo do motor. Alguns operadores aproveitam isso ao estender os intervalos de troca de óleo. Quando uma grande frota de veículos está envolvida, isso pode facilmente resultar em uma economia de dezenas de milhares de dólares ou mais.
  • de desempenho : as misturas de biodiesel e etanol também têm classificações de cetano e octanagem maiores que o diesel não misturado ou a gasolina, proporcionando melhor desempenho e aceleração. Esta é uma das razões pelas quais; nos Estados Unidos, a NASCAR anuncia o uso de uma mistura de etanol e gasolina contendo 15% de etanol – significativamente mais do que o combustível médio disponível na bomba.

Combustíveis alternativos são muito mais comuns do que muitas pessoas percebem. Vários tipos de combustíveis alternativos com histórico comprovado estão disponíveis e, quando implementados judiciosamente, podem ajudar as empresas a cumprirem seus objetivos ambientais e de redução de custos.

Benefícios de combustíveis alternativos específicos para sua empresa

Sua empresa tem características e necessidades distintas. Como resultado, você pode encontrar alguns desses combustíveis alternativos mais valiosos do que outros. Há também outros fatores, como disponibilidade de combustível, caso de uso e regulamentações locais que você precisa considerar.

Esses fatores adicionais geralmente são mais localizados. Você pode se beneficiar do trabalho com um parceiro conhecedor desses aspectos locais e entender o seu negócio mais intimamente. Recomendamos que você entre em contato com um parceiro local para encontrar a solução mais adequada para sua empresa e precisa de .

Aytek Yuksel - Cummins Inc

Aytek Yuksel

Aytek Yuksel é líder em marketing de conteúdo da Cummins Inc., com foco em mercados de sistemas de energia. A aytek ingressou na empresa em 2008. Desde então, ele trabalhou em várias funções de marketing e agora traz os aprendizados de nossos principais mercados, desde os mercados industriais até os residenciais. Aytek vive em Minneapolis, Minnesota, com sua esposa e dois filhos.

Aprenda a superar a falha de energia com ligação em paralelo de geradores para sistemas elétricos de alimentação de emergência

A rede de alimentação centralizada pode falhar, mas o sistema de alimentação de emergência não deve. Com o clima em mudança e uma rede de alimentação centralizada obsoleta, a importância dos sistemas de energia de emergência continua a crescer. Isso, por sua vez, aumentou a necessidade de uma solução de sistemas de energia para emergências altamente confiáveis.

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Este seminário informativo será conduzido pelo nosso assessor técnico global, Hassan Obeid. Hassan está na Cummins desde 2007 em uma variedade de funções abrangendo engenharia de projeto de sistemas de energia, engenharia de projeto e engenharia de aplicações. Sua paixão por resolver uma ampla gama de problemas técnicos complexos o levou a projetar vários componentes cruciais de sistemas de energia, como switchgears, controles, ligação em paralelo, chaves de transferência, grupos geradores e soluções digitais para uma variedade de aplicações de sistema de alimentação elétrica.

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A Cummins é líder mundial em energia que projeta, fabrica, vende e comercializa motores diesel e de combustível alternativo de 2,8 a 95 litros, grupos geradores elétricos movidos a diesel e alternativos de 2,5 a 3, 500 kW, bem como componentes e tecnologia relacionados. A Cummins atende a seus clientes por meio de sua rede de 600 instalações de distribuidores independentes e de propriedade da empresa e mais de 7, 200 locais de revendedores em mais de 190 países e territórios.

O que é o arco-íris de hidrogênio?

Talvez você já tenha ouvido falar de hidrogênio azul, hidrogênio verde ou até hidrogênio rosa, mas o que esses descritores de vários tons realmente significam? As cores que compõem o arco-íris de hidrogênio nos dizem muito sobre como cada tipo específico de hidrogênio é produzido e os efeitos que ele pode ter em nosso planeta.

O hidrogênio pode ser o elemento mais abundante do universo, mas não existe por conta própria. Em vez disso, é produzido por meio de vários processos que geram diferentes tipos de energia, que vêm com seus próprios conjuntos de benefícios, subprodutos e usos. O método de produção é o que dá a cada tipo de hidrogênio seu apelido colorido-embora não exista nenhuma convenção de nomenclatura universal, assim as definições podem mudar ao longo do tempo e variar entre os países.

Vamos quebrar o atual código de cor de hidrogênio e dar uma olhada em como um matiz de hidrogênio, em particular, está levando os cientistas e os fabricantes ao pote de ouro – um futuro de emissões zero – no final do arco-íris de hidrogênio.

Hidrogênio cinzento

O hidrogênio cinza é criado a partir de gás natural, mais comumente metano, por meio de um processo chamado de reforma do metano a vapor. Embora seja atualmente a forma mais comum de produção de hidrogênio, os gases de efeito estufa feitos no processo não são capturados.

Hidrogênio azul

O hidrogênio azul confia no processo convencional de reforma do metano a vapor, mas o dióxido de carbono produzido como subproduto é capturado e seqüestrado no subsolo. É uma fonte de hidrogênio limpo com baixo teor de carbono.

Hidrogênio turquesa

Uma das cores mais recentes para se juntar ao espectro de hidrogênio, o hidrogênio turquesa é produzido por meio de um processo chamado de pirólise de metano. Suas saídas primárias são o hidrogênio e o carbono sólido. Enquanto o hidrogênio turquesa ainda não tem impacto comprovado em escala, ele tem potencial como uma solução de baixa emissão, se os cientistas encontrarem maneiras de alimentar o processo térmico com energia renovável e usar ou armazenar adequadamente o subproduto do carbono.

Hidrogênio rosa

As torneiras de hidrogênio rosa em energia nuclear para abastecer a eletrólise exigida para produzi-lo. As altas temperaturas dos reatores nucleares proporcionam um benefício adicional – o calor extremo produz vapor que pode ser usado para a eletrólise ou a reforma do metano a gás fóssil a vapor em outras formas de produção de hidrogênio.

Hidrogênio marrom/preto

Se o hidrogênio verde e azul segurar a chave para uma produção de hidrogênio mais limpa, o hidrogênio marrom ou preto é exatamente o oposto e o mais prejudicial ao meio ambiente. Confiando na gaseificação do carvão para produzir hidrogênio, este processo libera emissões de carbono prejudiciais que podem ter um impacto duradouro no em nosso clima .

Hidrogênio verde

Em meio ao arco-íris de hidrogênio, o hidrogênio verde é a única variedade produzida com emissões de gases prejudiciais ao efeito estufa zero. Ele é criado usando fontes de energia renovável como solar, eólica e hidrelétrica para eletristizar a água. A reação resultante produz apenas hidrogênio e oxigênio, o que significa que o dióxido de carbono zero é emitido no processo.

Embora os benefícios do hidrogênio verde sejam significativos, sua produção é mais cara hoje. Conseqüentemente, o hidrogênio verde compõe apenas uma pequena porcentagem da atual produção de hidrogênio. Mas, à medida que novos avanços e inovações em hidrogênio verde forem feitos, o preço virá abaixo, e esperamos que se torne comum em todo o mundo.

O futuro do hidrogênio é verde

O hidrogênio tem sido usado como combustível há mais de dois séculos. Hoje, milhares de veículos e máquinas em todo o mundo são alimentados por células de combustível de hidrogênio. A ênfase na redução das emissões de carbono e no trabalho em direção a um futuro mais verde e sustentável mudou o foco de muitos líderes de energia, inclusive a Cummins, para o investimento e a inovação na produção de hidrogênio verde. Pode vir a ser o ouro no final do arco-íris de hidrogênio.

O custo de produção diminuiu a adoção em larga escala da energia do hidrogênio. Muitos líderes no setor de energia estão agora colocando ênfase em tornar as células de combustível de hidrogênio mais prontamente disponíveis para os consumidores. A Cummins está construindo nossa de tecnologia de eletryzer líder do setor para reduzir o custo das células a combustível de hidrogênio e tornar mais fácil obter de soluções de energia verde nas mãos dos nossos clientes.

O hidrogênio verde não está apenas tomando o palco central no setor privado, tampouco. Os governos em todo o mundo estão colocando em prática estratégias de hidrogênio e aprovando legislação para incentivar a produção e o uso dessas tecnologias verdes.

As excitantes possibilidades do hidrogênio verde estão orientando a inovação para a Cummins e outros líderes de energia, mas a idéia de um futuro de emissões zero não pode ser apenas em hidrogênio verde. Estamos aproveitando todas as nossas tecnologias de energia alternativa para aumentar a descarbonização global e fornecer as soluções certas no momento certo para nossos clientes que buscam a sustentabilidade.

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Tipos de recursos de energia distribuída

Os recursos de energia distribuída, ou DERs, têm se expandido rapidamente na última década. Sua expansão é uma das mudanças mais significativas que o setor de geração de energia experimentou nesse período.

Se DERs são novos para você, não se esqueça de conferir quais são os recursos de energia distribuída e como eles funcionam antes de ir em frente.

Proprietários de imóveis e empresas instalam DERs para reduzir suas faturas de energia e ter energia de reserva no caso de uma interrupção do serviço.

Serviços públicos e produtores de energia independentes (IPPs) instalam a DERs como ativos autônomos na rede para fornecer uma variedade de serviços de grade. Cada vez mais, a indústria está se concentrando em agregar DERs residenciais e comerciais para fornecer serviços à rede elétrica. Existem vários benefícios dos recursos de energia distribuída nesses casos de uso, inclusive o deferimento de transmissão e o balanceamento de geração.

Os DERs incluem várias categorias de tecnologias de geração de energia elétrica pequenas e modulares . Aqui estão os principais:

Pequena hidro como um recurso de energia distribuída

A hidroeletricidade continua sendo uma das formas mais amplamente utilizadas de de energia renovável.

Usinas hidrelétricas de todas as escalas existem, desde as enormes barragens da autoridade do Tennessee Valley até pequenas turbinas fluviais que fornecem alguns quilowatts de potência. A pequena Hydro é constituída de unidades menores que 5 MW, embora as definições variem. Pequenas unidades hidrelétricas geralmente não envolvem nenhuma represa, então elas têm menos impacto ambiental do que grandes projetos, e podem ser construídas com menos burocracia.

Pequenas unidades hidrelétricas são construídas onde quer que córregos, rios e outros recursos hídricos estejam disponíveis, o que naturalmente resulta em um modelo de desenvolvimento altamente distribuído.

Solar como fonte de energia distribuída

Os painéis solares são uma das tecnologias de geração de energia de mais rápido crescimento.

Nos setores residencial, comercial e industrial, o crescimento da energia solar foi promovido pela tarifa de alimentação e pelas políticas de medição líquidas, bem como pelos preços em queda rápida dos matrizes solares. Sob tarifas feed-in, as concessionárias são obrigadas a comprar eletricidade solar de proprietários e empresas, geralmente a uma taxa atrativa.

As políticas de medição líquida, entretanto, permitem que os produtores solares creditem a eletricidade que produziram, contra seu consumo, em sua conta de serviço público. Quando essas políticas estiverem em vigor, quantidades significativas de solar DERs, assim, se integraram à rede elétrica mais ampla.

Resposta à demanda como recurso de energia distribuída

Os esquemas de resposta à demanda também existem há muito tempo.

Tradicionalmente, eles consistiam em acordos entre serviços públicos e locais industriais com grandes cargas elétricas. Quando o utilitário chamado, a fábrica desligaria um conjunto de grandes máquinas ou aquecedores, aliviando assim a carga na grade.

Ultimamente, os esquemas de resposta à demanda foram trilidos em direção a uma forma ainda mais distribuída.

As mudanças no ambiente regulatório permitiram que proprietários de casas e pequenas empresas se tornem participantes nos agregados de resposta à demanda. A carga de uma única casa não é significativa em termos de balanceamento da grade. Quando agregado, no entanto, a carga de vários milhares de lares constitui um DER que os serviços públicos têm vindo a valorizar altamente.

Armazenamento de energia da bateria como recurso de energia distribuída

O armazenamento de energia da bateria tem crescido a um ritmo acelerado desde a sua aparição no setor de energia como uma tecnologia mainstream em 2016.

A maioria dos sistemas de bateria estacionária em serviço ou em construção usa atualmente baterias de íon-lítio – do mesmo tipo que telefones elétricos e veículos elétricos, mas outros tipos de tecnologias de armazenamento de energia estacionária são usadas algumas vezes em aplicações de energia. As baterias de fluxo, por exemplo, são uma categoria emergente de baterias de armazenamento de energia que usam um eletrólito líquido, e podem ser feitas para durar um tempo muito longo, superando muitos dos desafios tecnológicos das baterias de íon de lítio.

Existem sistemas de armazenamento de energia da bateria de todas as escalas, desde grandes sistemas centralizados com várias centenas de megawatts-hora de capacidade até pacotes de bateria domésticos com classificação de alguns quilowatts-hora. Esses últimos podem ser incluídos em agregações de centrais elétricas virtuais, juntamente com contratos de resposta à demanda. Agregações de armazenamento de energia residenciais são na verdade uma inovação que só recentemente foi implantada em escala.

Geradores de energia como recursos de energia distribuída

Geradores de energia autônomos são uma escolha popular para muitas empresas e proprietários de imóveis. Os geradores comerciais residenciais e normalmente são usados para fornecer energia de reserva.

Types of distributed energy resources

Para data centers, hospitais, centros de controle de tráfego aéreo e muitos outros tipos de atividades, uma queda de energia pode levar a consequências negativas significativas, de modo que os geradores de reserva sejam mantidos no local no caso de uma interrupção da rede.

Algumas instalações também usam geradores no local durante os tempos normais para otimizar seu perfil de energia. Na maioria das vezes, esses geradores atendem às necessidades próprias da instalação e não estão interligados à grade de forma que lhes permita exportar energia.

Cada vez mais, no entanto, os gerentes de instalações podem entrar em acordos de compra de energia (PPAs) com a concessionária ou com compradores privados para quem fornecem energia por meio da rede elétrica. Do ponto de vista econômico, isso faz muito sentido. Por que deixar geradores de reserva fazendo nada mais que 99% do tempo em que eles poderiam ser usados para ganhar dinheiro?

Não são apenas grandes geradores industriais que podem ser usados para exportar energia para a grade. Os geradores comerciais e residenciais de pequena escala também podem ser potencialmente agregados em usinas de energia virtuais da mesma forma que os esquemas de resposta à demanda e os sistemas de bateria.

Próximas tecnologias de recursos de energia distribuída

Os recursos de energia distribuída pertencem a um campo que está evoluindo rapidamente.

Várias tecnologias futuras provavelmente conseguirão um amplo apelo na próxima década ou duas. as células de combustível , por exemplo, contam com tecnologias que são bem compreendidas. Embora seu custo permaneça proibitivamente alto para aplicações mainstream, muitas empresas e instituições de pesquisa estão desenvolvendo células de combustível mais acessíveis. Em uma casa, uma célula de combustível pode funcionar em gás natural ou hidrogênio e pode fornecer eletricidade, calor e água quente, tudo no mesmo pacote. As células de combustível podem, como os geradores, também estar interligadas à grade e servir como DERs.

Alguns veem a utilização de veículos elétricos para fornecer armazenamento de energia na grade como uma espécie de Santo Graal da tecnologia DER. Os veículos elétricos contêm pilhas de bateria de íon-lítio que são muito semelhantes às células da bateria usadas em baterias caseiras e em aplicações de armazenamento de energia em grande escala. Quando eles estiverem conectados, suas baterias terão o potencial de servir como ativos de armazenamento de energia distribuída para a grade. Há vários obstáculos técnicos e práticos a serem superados antes que isso possa ser o caso, mas esta é uma área de pesquisa e desenvolvimento ativo.

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Benefícios dos recursos de energia distribuída

Os recursos de energia distribuída, ou DERs, são cada vez mais populares entre os serviços públicos e os participantes do mercado de eletricidade atacadista.

Os DERs são uma categoria de de geração de energia recursos definidos por seu tamanho e sua localização. As definições variam, mas poucas DERs físicas seriam maiores que um par de megawatts. Geradores a diesel ou a gás natural, microturbinas, unidades hidroelétricas Run-of-the-River, matrizes solares, turbinas eólicas e unidades de armazenamento de energia da bateria são DERs comuns de submegawatt. Para saber mais sobre isso, confira quais são os recursos de energia distribuída e como eles funcionam .

DERs, sendo menores em tamanho do que as usinas de energia tradicionais, têm requisitos de licenciamento mais baixos, usam menos terra e não envolvem atualizações extensas de infraestrutura.

Crucialmente, muitos DERs já estão lá. Os DERs podem ser encontrados em de microgrids, redes de geração central e além. Muitas casas e empresas estão agora equipadas com unidades de armazenamento de energia da bateria ou geradores de energia de reserva projetados para seu próprio uso. Cada vez mais, os agregadores de serviços públicos e DER incorporam esses ativos em usinas de energia virtuais que suportam a rede elétrica mais ampla. Do ponto de vista de uma concessionária, a instalação das atualizações de comunicações e da plataforma de software necessária para controlar eficazmente esses ativos existentes como uma usina de energia virtual é mais fácil, menos dispendiosa e mais rápida do que construir um recurso gerador equivalente a partir do zero.

Os DERs também podem estar localizados perto dos centros de carga. A maioria das pessoas não quer viver ao lado de uma usina de energia, então, historicamente, as usinas de energia foram construídas fora das cidades. Na maioria das partes do mundo, isso levou a um modelo de desenvolvimento de rede elétrica em que grandes usinas remotas estão conectadas aos clientes por meio de linhas de transmissão de longa distância. Essas linhas de transmissão têm capacidade limitada, criando uma variedade de restrições que os operadores de serviços públicos e de rede devem gerenciar cuidadosamente. Não é suficiente para gerar eletricidade -a eletricidade também precisa ser entregue aos consumidores.

Os DERs, em contrapartida, podem ser implantados e localizados em áreas densamente povoadas. Unidades de armazenamento de energia residenciais, por exemplo, são encontradas em centros populacionais. Da mesma forma, as DERs de demanda-resposta são geralmente fornecidas por fábricas localizadas em áreas industriais e, cada vez mais, por residências localizadas em bairros residenciais.

Diferentes tipos de de recursos de energia distribuída estão disponíveis para esses vários cenários de aplicação.

Seus atributos exclusivos significam que os DERs estrategicamente posicionados podem oferecer benefícios atraentes em troca de um investimento relativamente pequeno. Esses benefícios podem ser categorizados da seguinte forma:

Benefícios do DERs: diferimento de transmissão e distribuição

As DERs localizadas dentro ou perto das cidades não estão sujeitas a restrições de transmissão da mesma forma que as usinas remotas.

Pelo contrário, aliviar as restrições de transmissão e distribuição é uma das principais razões pelas quais os serviços públicos implantam a DERs. Isso é conhecido como diferimento de transmissão ou diferimento de distribuição. Quando, por exemplo, uma pequena cidade cresce, chega um momento em que as linhas de transmissão existentes não são mais suficientes para transportar toda a eletricidade necessária. Tradicionalmente, uma nova linha de transmissão seria construída.

A implantação de DERs dentro dos limites da cidade fornece uma alternativa. Um investimento comparativamente pequeno em DERs pode resultar em capacidade suficiente localmente disponível para sustentar o crescimento incremental da cidade por alguns anos.

A capacidade adicional permite que a concessionária adie a construção de novas linhas de alimentação por vários anos sem comprometer a confiabilidade do suprimento de energia da cidade. Do ponto de vista financeiro, o adiamento de um investimento tão importante pode salvar a utilidade e, por sua vez, os pagadores de rateadores, muito dinheiro.

Distributed Energy resources provide a way for utilities to defer costly grid upgrades

Benefícios do DERs: capacidade de geração e balanceamento

Em alguns casos, pode ser possível evitar totalmente a construção de uma nova linha de transmissão. Se forem implementados DERs suficientes em uma cidade, os DERs podem potencialmente raspar os picos na demanda elétrica proveniente da cidade. As unidades de armazenamento de energia da Battery , geradores de backup e recursos de resposta à demanda, especificamente, são ótimas maneiras de reduzir a demanda de pico.

O resultado é que o conjunto da cidade tem um perfil de carga mais plana, o que é mais fácil de suportar, reduzindo o nível de investimento necessário na infraestrutura da rede elétrica regional. Por exemplo, isso pode atrasar ou remover a necessidade de construir uma nova usina de energia de Peaker, atualizar uma subestação ou construir novas linhas de transmissão.

Os ativos de corte de pico estão em demanda especialmente alta em áreas onde o potencial para energias renováveis , como energia solar ou eólica, é bom. Em algumas dessas áreas, o rápido crescimento da energia solar e eólica-em modelos distribuídos e centralizados-tornou muito difícil o equilíbrio da rede elétrica. Os recursos de energia solar e eólica são inerentemente intermitentes, de modo que outros recursos são necessários para equilibrando-os.

Para simplificar, para cada megawatt de capacidade solar da rede, outro megawatt de capacidade não intermitente precisa estar disponível para dias nublados e para as noites-é isso que os recursos de corte de pico fazem.

Benefícios do DERs: serviços auxiliares

Serviços auxiliares compõem a terceira categoria de benefícios de DER.

Garantir que os consumidores recebam a corrente CA livre de distorções, com uma frequência de exatamente 50 Hz e uma tensão de exatamente 120V não é uma tarefa simples. O utilitário ou o operador de rede dependem de um conjunto de recursos de serviço especiais para alcançar a qualidade de serviço exigida.

Por exemplo, se um desvio de frequência for detectado na grade, o operador do sistema poderá solicitar a intervenção dos recursos de controle de frequência. Os recursos de controle de frequência podem ser recursos de geração de energia ou demanda-resposta. Ao adicionar ou remover uma pequena quantidade de energia da grade, eles retornam a frequência da grade ao seu valor nominal.

Os serviços auxiliares têm sido tradicionalmente fornecidos por grandes unidades de produção, como usinas de energia a carvão. Nos últimos anos, no entanto, os DERs surgiram como alternativas válidas para certas categorias de serviços auxiliares.

Algumas categorias de DERs, por exemplo, são ótimas para fornecer serviços de resposta rápida, como controle de frequência rápida. Na melhor das hipóteses, as grandes usinas térmicas demoram vários minutos para iniciar ou aumentar a rampa ao responder às chamadas de controle de frequência. As unidades de armazenamento de energia da bateria, em contrapartida, podem responder em milissegundos.

Da mesma forma, os recursos residenciais demanda-resposta podem fornecer reduções de carga em segundos ou menos.

Em algumas áreas, os DERs têm sido tão bem-sucedidos que deslocaram quase que totalmente as unidades tradicionais de geração de energia para certas categorias de serviços auxiliares. No Reino Unido, por exemplo, mais de 90% dos contratos de capacidade de serviço acessórias concedidos pelo operador de rede nos últimos anos foram para recursos agregados de demanda-resposta, unidades de armazenamento de energia ou usinas hidroelétricas. Assim, a DERs pode ter contribuído de forma indireta para a aposentadoria de usinas de energia movidas a gás e carvão, que anteriormente subsiste oferecendo serviços auxiliares à rede.

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