Grupos Geradores singelos (unitários) versus Grupos Geradores conectados em paralelo.

Saiba mais sobre Grupos Geradores singelos (unitários) versus Grupos Geradores conectados em paralelo

A conexão em paralelo de Grupos Geradores corresponde à conexão síncrona de dois ou mais Grupos Geradores formando um conjunto. Este conjunto fornece energia para a carga por meio de um barramento comum. Há diversos fatores a serem considerados ao se optar pela instalação de Grupos Geradores em paralelo, entre eles:

• Confiabilidade
• Desempenho
• Custo
• Tipos de carga
• Tamanho do gerador e da sala
• Efici├¬ncia
• Varia├º├úo de carga
• Flexibilidade

 

• Confiabilidade do sistema

├ë o fator principal que pode influenciar a decis├úo pelo uso de Grupos Geradores conectados em paralelo na maioria das instala├º├Áes do tipo emerg├¬ncia, tais como, hospitais, centros de processamento de dados, esta├º├Áes de bombeamento de ├ígua, etc. Onde a confiabilidade do sistema de fornecimento de energia ├® fundamental, pois as cargas conectadas s├úo cr├¡ticas. Em casos como estes, o uso de Grupos Geradores em paralelo e a energiza├º├úo priorizada do sistema permite que cargas mais cr├¡ticas sejam alimentadas antes das cargas menos cr├¡ticas.

Em sistemas nos quais todas as cargas s├úo necess├írias para garantir uma opera├º├úo adequada, ├® recomend├ível o uso de Grupos Geradores redundantes. O objetivo ├® assegurar que a falha em um dos Grupos Geradores n├úo desative o todo sistema. Normalmente, a conex├úo de Grupos Geradores em paralelo exige que o sistema tenha a capacidade de energizar as cargas sequencialmente, em etapas. Do mesmo modo, no caso de falha em algum dos Grupos Geradores, o sistema deve ter a capacidade de efetuar a ÔÇ£rejei├º├úo seletiva de cargasÔÇØ para permitir que os Grupos Geradores operem dentro dos limites nominais.

Uma instala├º├úo Grupos Geradores em paralelo deve ser dimensionada para permitir que qualquer um deles possa ser removido do sistema para manuten├º├Áes de rotina ou reparos sem que haja preju├¡zo no fornecimento de energia.

• Desempenho

O desempenho de um sistema de pot├¬ncia quando os Grupos Geradores est├úo conectados em paralelo pode se assemelhar ao servi├ºo da rede p├║blica de energia, pois a capacidade dos Grupos Geradores agregados em rela├º├úo ├ás cargas individuais ├® muito maior que seria no caso de Grupos Geradores singelos fornecendo energia para cargas separadas. Devido a esta maior capacidade do barramento, o efeito das cargas transientes ou cargas n├úo lineares aplicadas aos Grupos Geradores por cargas individuais ├® diminu├¡do.

• Custo

Em geral, um conjunto de Grupos Geradores conectados em paralelo custa mais caro que um Grupo Gerador singelo com a mesma capacidade de geração de energia.

Ao se avaliar o custo de um sistema em paralelo deve ser considerado o ÔÇ£custo totalÔÇØ para sua aquisi├º├úo, como por exemplo, deve-se levar em conta fatores como o espa├ºo dispon├¡vel dentro da edifica├º├úo, maior n├║mero de sistemas de escapamento e mais tubula├º├Áes, o layout da rede de cabos de energia, requisitos espec├¡ficos para o quadro de distribui├º├úo de energia (ou subesta├º├úo) e o sistema controle para uma instala├º├úo em paralelo.

A demanda por confiabilidade e o seu consequente benef├¡cio devem ser ajustados de acordo com o aumento do custo. O custo da manuten├º├úo ├® um fator essencial para os Grupos Geradores em instala├º├Áes de uso continuo ou cogera├º├úo. Embora um Grupo Gerador singelo e de grande porte possa ter um custo igualmente elevado, esta equival├¬ncia ser├í reduzida ao se considerar outros fatores associados com os custos de instala├º├úo de um sistema com Grupos Geradores em paralelo.

• Dimensionamento

O dimensionamento de um Grupo Gerador e de sua sala podem ser fatores cr├¡ticos e podem influenciar na decis├úo sobre a instala├º├úo de Grupos Geradores singelos ou em paralelo. Em geral, um Grupo Gerador singelo ├® consideravelmente mais pesado que o equipamento correspondente usado em uma configura├º├úo em paralelo. Para instala├º├Áes no topo de uma edifica├º├úo ou para instala├º├Áes nas quais o Grupo Gerador deve ser alojado no subsolo ou algum outro espa├ºo confinado, isto pode representar um impedimento, levando a se optar por Grupos Geradores mais leves e menores. Todavia, o projeto de instala├º├úo deve proporcionar um espa├ºo livre para acesso e manuten├º├úo das m├íquinas. Inevitavelmente, este tipo de instala├º├úo requer mais espa├ºo por quilowatt gerado.

• Efici├¬ncia

Efici├¬ncia ├® um fator fundamental caso o sistema de gera├º├úo esteja produzindo energia do tipo ÔÇ£Carga B├ísicaÔÇØ, esteja sendo utilizado para redu├º├úo de tarifa da energia da rede p├║blica ou ÔÇ£cogera├º├úoÔÇØ. Nas aplica├º├Áes do tipo ÔÇ£Energia PrimeÔÇØ, a versatilidade de um sistema de Grupos Geradores em paralelo, permitindo que os mesmos trabalhem com cargas otimizadas e m├íxima efici├¬ncia ir├í, com frequ├¬ncia, compensar os altos custos iniciais em um curto per├¡odo de tempo.

• Tipos de carga

A decis├úo sobre o tipo de instala├º├úo, singelo ou paralelo, para um sistema de gera├º├úo de energia ├® muito influenciada pelo tipo da carga que ser├í alimentada. Em geral, um Grupo Gerador singelo ser├í a escolha mais econ├┤mica para cargas menores que um valor aproximado de 1000 kW, pois o custo de um sistema de controle para conex├úo em paralelo somado ao custo do equipamento de chaveamento ├® significativo quando comparado com o custo de um Grupo Gerador.

Para instala├º├Áes de pequeno porte, mas essenciais, onde a prote├º├úo de dois Grupos Geradores ├® necess├íria, mas o custo do equipamento de ÔÇ£paralelismoÔÇØ ├® proibitivo, uma instala├º├úo redundante pode ser uma boa alternativa. Nesta configura├º├úo um Grupo Gerador atua como emerg├¬ncia para o outro, com a utiliza├º├úo de uma chave de transfer├¬ncia entre eles. Para cargas em torno de 2 ou 3 MW, pode-se utilizar configura├º├Áes com Grupos Geradores singelos ou em paralelo, pois ambas possibilidades est├úo dispon├¡veis. Para cargas acima de 3 MW, a escolha ├® quase sempre por instala├º├Áes de geradores m├║ltiplos.

No Brasil, devido a n├úo produ├º├úo local de motores diesel de grande porte, ├® normal a utiliza├º├úo em paralelo de Grupos Geradores de pot├¬ncia de 400kW alimentando cargas ao redor de 2MW. Redund├óncia e custo operacional baixo facilitam esta aplica├º├úo.

• Varia├º├úo de carga

A varia├º├úo de carga deve ser levada em considera├º├úo em qualquer projeto de sistema de gera├º├úo de energia, pois muitas instala├º├Áes apresentam grandes diferen├ºas entre o consumo durante o dia e noite, assim como as caracter├¡sticas das cargas podem apresentar diferen├ºas durante o inverno e o ver├úo. Uma instala├º├úo de grande porte para gera├º├úo de energia pode ter um consumo de 2-3 MW durante o dia, entretanto, durante a noite, a menos que seja usada para aplica├º├Áes de processo cont├¡nuo, o consumo pode cair para apenas algumas centenas de kW, ou menos. Utilizar um Grupo Gerador singelo de grande porte para este tipo de aplica├º├úo pode fazer com que o equipamento trabalhe com pouca carga por muitas horas, o que ├® prejudicial para o motor.

Uma configuração típica para este tipo de instalação poderia utilizar quatro Grupos Geradores de 1000 kW e um de 500 kW conectados em paralelo. Durante o dia seriam utilizados três dos quatro Grupos Geradores e, à noite, apenas o Grupo Gerador menor entraria em funcionamento.

Cargas transientes tamb├®m tem uma grande influ├¬ncia na especifica├º├úo da capacidade requerida para um Grupo Gerador, e, ├® importante levar em conta todas as combina├º├Áes de cargas transientes e cargas constantes em quaisquer projetos para assegurar que a qualidade do fornecimento de energia seja mantida. Note que algumas cargas apresentam fatores de pot├¬ncia ÔÇ£dominantesÔÇØ (i.e.: exigem mais do Grupo Gerador), e isso deve ser levado em considera├º├úo no dimensionamento e na defini├º├úo sequ├¬ncia de opera├º├úo para o sistema (sequ├¬ncia de acionamento das cargas).

• Flexibilidade

A flexibilidade ├® um fator importante a ser considerado em instala├º├Áes que possam vir a ser alteradas no futuro. Em geral, uma instala├º├úo que cont├®m apenas um Grupo Gerador singelo ├® dif├¡cil de ser alterada. Entretanto, instala├º├Áes com Grupos Geradores em paralelo podem receber Grupos Geradores adicionais com relativa facilidade, caso esta possibilidade tenha sido prevista em projeto.

• Riscos

H├í alguns riscos envolvidos no uso de Grupos Geradores conectados em paralelo, tanto nos casos em que o sistema de energia ├® formado por um conjunto de Grupos Geradores conectados em paralelo, quanto naqueles em que um ou mais Grupos Geradores est├úo conectados em paralelo com a rede p├║blica de energia el├®trica. Na elabora├º├úo de um projeto de instala├º├úo, estes riscos devem ser avaliados em compara├º├úo com os benef├¡cios proporcionados. S├úo eles:

Nos casos onde n├úo houver um adequado descarte de cargas, ou nos casos onde a carga ├® mantida em um n├¡vel muito alto, h├í o risco de um dos Grupos Geradores falhar e os demais Grupos Geradores no sistema podem n├úo ser capazes de suportar a carga total. Um sistema para descarte de cargas deve sempre ser inclu├¡do nos projetos de gera├º├úo de energia com equipamentos conectados em paralelo. A capacidade de reserva do sistema, em qualquer momento durante a sua opera├º├úo, deve corresponder ├á quantidade de carga que pode ser aceita caso haja uma falha em quaisquer dos Grupos Geradores que estiverem em funcionamento.
É possível que nem todos os Grupos Geradores possam ser conectados em paralelo num mesmo sistema, caso se utilize um Grupo Gerador de um fabricante diferente, ou, se utilize um Grupo Gerador com capacidade significativamente diferente dos demais.
Um Grupo Gerador conectado em paralelo com a rede p├║blica de energia torna-se, efetivamente, parte do sistema da rede p├║blica. Caso o projeto de instala├º├úo inclua uma conex├úo em paralelo com a rede p├║blica de energia, deve ser providenciado um sistema de prote├º├úo adicional para esta conex├úo espec├¡fica. Em geral, este sistema de prote├º├úo ├® especificado e aprovado pela empresa respons├ível pelos servi├ºos de distribui├º├úo da rede p├║blica de energia.

Os regulamentos e normas t├®cnicas locais devem sempre ser consultados quando o projeto de instala├º├úo considerar o uso de uma conex├úo em paralelo com a rede p├║blica de energia.

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