IEC 61400-27-2: a validação de modelos de simulação elétrica em energia eólica

Essa norma, editada pela International Electrotechnical Commission (IEC) em 2020, especifica os procedimentos para validação de modelos de simulação elétrica para turbinas eólicas e usinas eólicas, destinados a serem usados em análises de sistema de energia e estabilidade de rede. Os procedimentos de validação são baseados nos ensaios especificados na IEC 61400-21 (todas as partes).

A IEC 61400-27-2:2020 – Wind energy generation systems – Part 27-2: Electrical simulation models – Model validation especifica os procedimentos para validação de modelos de simulação elétrica para turbinas eólicas e usinas eólicas, destinados a serem usados em análises de sistema de energia e estabilidade de rede. Os procedimentos de validação são baseados nos ensaios especificados na IEC 61400-21 (todas as partes). Os procedimentos de validação são aplicáveis aos modelos genéricos especificados na IEC 61400-27-1 e a outros modelos de usinas eólicas de frequência fundamental e modelos de turbinas eólicas.

Os procedimentos de validação para modelos de turbinas eólicas focam no controle de falhas por meio de capacidade e desempenho de controle. A capacidade de ultrapassar falhas inclui resposta a quedas de tensão balanceadas e não balanceadas, bem como a aumentos de tensão. O desempenho inclui o controle de potência ativa, controle de frequência, controle de inércia sintética e controle de potência reativa.

Os procedimentos de validação para modelos de turbinas eólicas referem-se aos ensaios especificados na IEC 61400-21-1. Os procedimentos de validação para modelos de turbinas eólicas referem-se aos terminais das turbinas eólicas. Os procedimentos de validação para modelos de usinas eólicas não são especificados em detalhes porque a IEC 61400-21-2, que tem o escopo para especificar testes de usinas eólicas, está em um estágio inicial.

Os procedimentos de validação para modelos de usinas eólicas referem-se ao ponto de conexão da usina eólica. Os procedimentos de validação especificados na IEC 61400-27-2 são baseados em comparações entre medições e simulações, mas são independentes da escolha da ferramenta de simulação de software.

A IEC 61400-27-2 especifica os procedimentos de validação de modelo para modelos de simulação elétrica de turbinas eólicas e usinas eólicas. A crescente penetração da energia eólica nos sistemas de potência implica que os operadores do sistema de transmissão (transmission system operators – TSO) e os operadores do sistema de distribuição (distribution system operators – DSO) precisam usar modelos dinâmicos de geração de energia eólica para estudos de estabilidade do sistema de potência. O objetivo desta norma é especificar procedimentos de validação para modelos dinâmicos, que podem ser aplicados em estudos de estabilidade de sistemas de potência. A Força-Tarefa Conjunta IEEE/CIGRE sobre termos e definições de estabilidade classificou a estabilidade do sistema de energia em categorias de acordo com a Figura 1.

Referindo-se a essas categorias, os modelos a serem validados foram desenvolvidos para representar a geração de energia eólica em estudos de fenômenos de estabilidade de curto prazo de grande perturbação, isto é, estabilidade de tensão de curto prazo, estabilidade de frequência de curto prazo e estudos de estabilidade transitória de curto prazo referentes às definições de Força-Tarefa Conjunta IEEE/CIGRE sobre termos e definições de estabilidade na Figura 1.

Assim, os modelos são aplicáveis para simulações dinâmicas de eventos do sistema de potência, como curtos-circuitos (passagem de baixa tensão), perda de geração ou cargas e separação do sistema de uma área síncrona em áreas mais síncronas. O procedimento de validação especificado neste documento avalia a precisão da resposta de frequência fundamental de modelos de usinas eólicas e modelos de turbinas eólicas. Isso inclui a validação dos modelos genéricos de sequência positiva especificados na IEC 61400-27-1 e validação da sequência positiva, bem como a resposta de sequência negativa de modelos mais detalhados desenvolvidos pelos fabricantes de turbinas eólicas.

O procedimento de validação tem as seguintes limitações:

– O procedimento de validação não especifica nenhum requisito para a precisão do modelo. Ele apenas especifica medidas para quantificar a precisão do modelo.

– O procedimento de validação não especifica procedimentos de teste e medição, pois se destina a ser baseado em testes especificados em IEC 61400-21-1 e IEC 61400-21-24.

– O procedimento de validação não se destina a justificar a conformidade com qualquer requisito do código da rede, requisitos de qualidade de energia ou legislação nacional.

– O procedimento de validação não inclui a validação das capacidades de estado estacionário, por exemplo de potência reativa, mas centra-se na validação do desempenho dinâmico dos modelos.

– O procedimento de validação não cobre a análise de estabilidade de longo prazo.

– O procedimento de validação não cobre fenômenos de interação subsíncrona.

– O procedimento de validação não cobre a investigação das flutuações originadas da variabilidade da velocidade do vento no tempo e no espaço.

– O procedimento de validação não cobre fenômenos como harmônicos, cintilação ou quaisquer outras emissões EMC incluídas na série IEC 61000.

– O procedimento de validação não cobre cálculos de valor próprio para análises de estabilidade de pequenos sinais.

– Este procedimento de validação não aborda as especificações dos cálculos de curto-circuito.

– O procedimento de validação é limitado pelas especificações funcionais na Cláusula 5.

As seguintes partes interessadas são usuários potenciais dos procedimentos de validação especificados neste documento: TSO e DSO precisam de procedimentos para validar a precisão dos modelos que eles usam em estudos de estabilidade de sistemas de potência; os proprietários de usinas eólicas são normalmente responsáveis por fornecer a validação de seus modelos de usinas eólicas ao TSO e/ou DSO antes do comissionamento da usina; os fabricantes de turbinas eólicas normalmente fornecerão validação dos modelos de turbinas eólicas ao proprietário; os desenvolvedores de software moderno para ferramentas de simulação de sistemas de energia podem usar o padrão para implementar procedimentos de validação como parte da biblioteca de software; os organismos de certificação em caso de validação independente do modelo; e as comunidades de educação e pesquisa, que também podem se beneficiar de procedimentos de validação de modelo padrão.

As competências dos especialistas em gestão da energia

Saiba quais são as recomendações de competências esperadas de especialistas em implementação do sistema de gestão da energia (SGE) por meio da aplicação da NBR ISO 50001:2018. 

A NBR 16883 de 06/2020 – Sistema de gestão da energia — Diretrizes para seleção de especialistas em implementação da NBR ISO 50001 estabelece as recomendações de competências esperadas de especialistas em implementação do sistema de gestão da energia (SGE) por meio da aplicação da NBR ISO 50001:2018. Esta norma aplica-se às pessoas que trabalham como especialistas em implementação do SGE em qualquer tipo de organização, independentemente do seu tamanho, tipo, localização e nível de maturidade. Tem caráter orientativo, para que as organizações selecionem os especialistas em implementação de SGE, cabendo às organizações decidirem se é desejável ou não a sua aplicação integral ou parcial, de acordo com as suas diretrizes internas.

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Como podem ser definidas a competência e a compreensão?

Qual seria o conceito de competência para o especialista?

Quais os conhecimentos e habilidades específicas que o especialista deve ter?

Por que o especialista em implementação de SGE deve entender dos usos da energia?

Vários princípios podem ser aplicados à atuação do especialista em implementação do SGE. O atendimento a estes princípios contribui para a eficácia e consistência do trabalho do implementador de sistemas de gestão da energia. A implementação do sistema de gestão da energia é antecedida pelo estabelecimento de um termo de confidencialidade relacionado à divulgação, manutenção e distribuição dos dados com os quais o especialista entrará em contato durante o serviço, conforme aplicável. A confidencialidade visa a proteger a organização da utilização não autorizada destes dados pelo especialista para interesses pessoais ou de terceiros, ou para prejudicar a organização.

Tendo a anuência da organização, o especialista pode usar os dados desta, de forma anônima, para, por exemplo, complementar bases de dados públicas. Convém que o especialista aja de maneira independente e imparcial para identificar com objetividade potenciais conflitos de interesse. Convém que o especialista esteja preparado para executar o serviço, de modo que todos os aspectos da implementação sejam transparentes, ao menos para a organização onde o SGE estiver sendo implementado.

Recomenda-se solicitar referências dos potenciais especialistas em implementação de SGE aos clientes ou empregadores anteriores. Recomendações sobre papéis e responsabilidades potencialmente assumidos pelo contratante do serviço e pelo especialista em implementação de SGE são apresentadas na tabela abaixo.

Além disso, a segurança e a confiança no processo de implementação de um SGE dependem da competência de quem lidera o processo. Esta competência pode ser verificada pela observação dos seguintes pontos: atributos pessoais; capacidade para aplicar conhecimentos e habilidades, adquiridos pela formação, experiência profissional, treinamento em sistema de gestão da energia e experiência na implementação de sistemas de gestão da energia. Convém que os especialistas em implementação de SGE desenvolvam, mantenham e aperfeiçoem as suas competências por meio de um contínuo desenvolvimento profissional e participação regular em processos de implementação, manutenção e melhoria de SGE.

Convém que um especialista em implementação de SGE possua as seguintes características: disposição a considerar ideias e pontos de vista alternativos; diplomacia, assertividade e respeito nas relações com as pessoas; perceptividade, atenção às pessoas e processos ocorrendo ao seu redor; versatilidade e adaptabilidade a diferentes situações; tenacidade, persistência e foco em alcançar objetivos; segurança e capacidade de trabalhar e atuar de forma independente e de interagir de forma eficaz com os outros profissionais; liderança na condução de processos e proatividade. Convém que os especialistas em implementação de SGE demonstrem conhecimentos e habilidades nas seguintes áreas: princípios, procedimentos e técnicas de implementação de sistemas de gestão, que o permitam executar a implementação de forma consistente e sistemática.

Convém que o especialista em implementação de SGE seja capaz de aplicar os seus conhecimentos em princípios, requisitos, procedimentos e técnicas para implementar um sistema de gestão; planejar e organizar com eficácia o seu trabalho; liderar as atividades e conduzir os membros da organização ao alcance dos resultados planejados; prever e solucionar conflitos; realizar a implementação de sistemas de gestão segundo o programa acordado; coletar informações por meio de entrevistas eficazes, escutar, observar e analisar criticamente documentos, registros e dados; compreender a conveniência e as consequências de usar técnicas de amostragem para monitorar a implementação; confirmar a suficiência e conveniência das evidências da implementação para apoiar os resultados e conclusões de seu trabalho; avaliar os fatores que podem afetar a confiabilidade dos resultados e as conclusões da implementação; desenvolver os documentos de trabalho para o planejamento das atividades de implementação; preparar informes dos avanços e progressos da implementação; manter a confidencialidade; comunicar-se eficazmente por meio das habilidades linguísticas pessoais ou de um intérprete; sistema de gestão documental de referência, que o permita compreender o alcance do trabalho de implementação do SGE.

Convém que os conhecimentos e habilidades nesta área incluam a aplicação de sistemas de gestão da energia para diferentes organizações; a interação entre os componentes do sistema de gestão da energia; as normas de sistemas de gestão, procedimentos aplicáveis e outros documentos do sistema de gestão usados como critério para a implementação; o reconhecimento de diferenças e prioridades entre os documentos de referência; a aplicação de documentos de referência em diferentes situações; os sistemas de informação e tecnologia para autorização, segurança, distribuição e controle de documentos, dados e registros; as situações organizacionais que permitam compreender o contexto operacional da organização.

Convém que o conhecimento e as habilidades nesta área incluam: o tamanho organizacional, estrutura, funções e relações; o processo hierárquico de negócio e terminologia relacionada; os costumes culturais e sociais da organização em que será realizada a implementação. Os costumes culturais e sociais da organização são normalmente de conhecimento dos especialistas da própria organização. No caso de especialistas externos à organização, está alínea pode ser excluída ou adaptada, tornando-se mais genérica.

Deve entender de leis, regulamentos e outros requisitos aplicáveis à organização. Convém que os conhecimentos e habilidades nesta área incluam: os códigos locais, regionais e nacionais, leis e regulamentos, particularmente os aplicáveis aos aspectos energéticos; os contratos e acordos; as leis e as normas relativas à segurança do trabalho; os tratados e convênios internacionais; outros requisitos legais.

A instalação correta de um sistema de aquecimento solar (SAS)

Saiba quais são os requisitos de projeto e instalação para o sistema de aquecimento solar (SAS), considerando aspectos de concepção, dimensionamento, arranjo hidráulico, instalação e manutenção, onde o fluido de transporte é a água. 

A NBR 15569 de 04/2020 – Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto — Requisitos de projeto e instalação estabelece os requisitos de projeto e instalação para o sistema de aquecimento solar (SAS), considerando aspectos de concepção, dimensionamento, arranjo hidráulico, instalação e manutenção, onde o fluido de transporte é a água. É aplicável ao SAS composto por coletor(es) solar(es), reservatório (s) termossolar (es)

com ou sem sistema de aquecimento auxiliar de água e com circulação de água nos coletor (es) solar (es), por termossifão ou por circulação forçada. Esta norma não é aplicável ao aquecimento de água de piscinas nem a sistemas de aquecimento solar em circuito indireto.

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Como pode ser classificado o SAS?

Como deve ser feito o alívio de pressão ou respiro?

Por que prever a proteção contra corrosão?

Qual a aparência de um reservatório termossolar fechado para atmosfera?

A documentação do projeto deve contemplar no mínimo os seguintes elementos: premissas de cálculo; dimensionamento; fração solar; produção mensal específica de energia (PMEe); memorial descritivo; volume de armazenamento; pressão de trabalho; fontes de abastecimento de água; área coletora; ângulos de orientação e de inclinação dos coletores solares; estudo de sombreamento; previsão de dispositivos de segurança; massa dos principais componentes; considerações a respeito de propriedades físico-químicas da água; localização, incluindo endereço; indicação do norte geográfico; planta, corte, isométrico, vista, detalhe e diagrama esquemático necessários, para perfeita compreensão das interligações hidráulicas e interfaces dos principais componentes; esquema, detalhes e especificação para operação e controle de componentes elétricos (quando aplicável); especificação dos coletores solares e reservatórios termossolares; especificação de tubos, conexões, isolamento térmico, válvulas e motobomba; tipos e localização de suportes e métodos de fixação de equipamentos, quando aplicável; e especificação do sistema de aquecimento auxiliar.

O profissional capacitado ou qualificado deve instruir o responsável pelo uso do SAS sobre o método de sua operação e entregar no mínimo a documentação contendo as seguintes informações: contatos dos responsáveis técnicos pelo projeto, execução e entrega do SAS; nome, telefone, endereço físico e eletrônico do fornecedor/fabricante do produto; modelo e características dos equipamentos contidos no SAS; descrição do funcionamento do SAS; procedimentos para operação e manutenção do SAS; programa de manutenção do SAS; garantias e condições de exclusão da garantia.

A descrição do funcionamento do SAS deve contemplar: diagrama do SAS, mostrando seus componentes e suas inter-relações no sistema típico instalado; diagramas elétricos e de fluxo (se aplicável). Os procedimentos de operação devem contemplar: procedimentos para partida do sistema; rotinas de operação; procedimentos de desligamento do SAS em situações de emergência e de segurança. O programa de manutenção deve contemplar no mínimo: quadro sintomático com os problemas mais comuns, seus sintomas e soluções; descritivo da limpeza periódica dos coletores solares e reservatórios termossolares indicando os materiais adequados a serem utilizados; descritivo para drenagem e reabastecimento; inspeção periódica de corrosão; inspeção periódica dos elementos instalados contra corrosão (quando aplicável); inspeção periódica do sistema de anticongelamento (quando aplicável); inspeção dos componentes elétricos e cabos de interligação (quando aplicável); inspeção periódica do sistema de fixação e suporte dos componentes do SAS; inspeção periódica do sistema de aquecimento auxiliar (quando aplicável).

O responsável pelo uso do SAS deve solicitar e manter os seguintes documentos: projeto; manual de operação e manutenção; documentação necessária para a análise e aprovação das autoridades competentes conforme legislações vigentes aplicáveis para elaboração do projeto e da instalação; registros de manutenção. Recomenda-se que os documentos citados estejam sempre disponíveis e que sejam de fácil acesso para análise, no local da instalação. O projeto do SAS deve ser elaborado por profissional habilitado, conforme legislação vigente.

O sistema de aquecimento solar deve ser executado em conformidade com o projeto. Qualquer alteração no projeto do SAS deve ser registrada e executada após aprovação do profissional habilitado responsável pelo projeto. A instalação do SAS deve ser supervisionada por profissional habilitado e deve ser acompanhada da respectiva ART. O profissional capacitado ou qualificado do SAS deve estar de posse dos procedimentos definidos e ser qualificado para execução dos serviços, bem como registros e evidências que possam comprovar tal capacitação.

A equipe responsável pela instalação do SAS deve possuir no mínimo as capacitações em: instalações de sistemas de aquecimento solar; instalações hidráulicas; instalações elétricas em baixa tensão (quando aplicável); instalações de redes internas de gases combustíveis (quando aplicável); segurança na realização de serviços de instalações de SAS; segurança de trabalhos em altura. A entrega do SAS deve ser realizada por profissional capacitado, qualificado ou habilitado.

Recomenda-se a análise adequada dos materiais e equipamentos a serem utilizados, e dos serviços de projeto, de instalação e de manutenção, bem como o atendimento aos requisitos de projeto definidos para o funcionamento adequado do SAS. Em relação aos materiais e equipamentos, deve-se assegurar de que eles atendam aos requisitos das normas de especificação aplicáveis.

Com relação à prestação de serviços, deve-se assegurar a capacidade e gestão organizacional das empresas, principalmente em relação aos requisitos de qualidade, de segurança e de meio ambiente, bem como a adequada capacitação da mão-de-obra empregada na realização de cada tipo de serviço executado. O SAS é constituído basicamente por três elementos principais: coletor (es) solar (es); reservatório (s) termossolar (es); e sistema de aquecimento auxiliar.

O projeto do SAS deve considerar e especificar a vida útil projetada para cada um dos elementos principais. A transferência de energia entre cada um destes elementos é assegurada pelos seguintes circuitos: primário (transferência de energia captada nos coletores para seu armazenamento), ver Anexo A; secundário (abastecimento e distribuição da água na rede), ver Anexo A. Os materiais e componentes do SAS e suas interligações devem ser especificados de maneira que contemplem a dilatação térmica, característica de cada material em função da variação da temperatura do SAS.

As medidas necessárias para acomodar as dilatações devem ser previstas em projeto. Os componentes que contenham partes móveis, com manutenção adequada, devem ser capazes de cumprir a função para a qual tenham sido projetados sem desgaste ou deterioração excessiva. Os coletores solares, reservatórios termossolares, motobombas, válvulas, tubulações e outros componentes devem operar corretamente dentro dos intervalos de pressão e temperatura de projeto e suportar as condições ambientais previstas para o funcionamento real sem a redução da vida útil projetada para o sistema.

Deve-se prever que o SAS resista a períodos sem consumo de água quente sem deterioração significativa do sistema e de seus componentes. O SAS deve estar projetado de modo a suportar falhas no fornecimento de energia e de água evitando que haja danos aos seus componentes. Os materiais incompatíveis do ponto de vista de corrosão, erosão e incrustação devem ser protegidos ou tratados para prevenir degradação dentro das condições de serviço. A tabela abaixo apresenta os componentes e suas respectivas funções para o SAS.

Para o dimensionamento dos coletores solares deve-se considerar, entre outros aspectos, as características de consumo, as temperaturas de armazenamento, a pressão de trabalho e as características da água. A seleção dos coletores solares deve considerar os seguintes parâmetros: curva de eficiência térmica instantânea para a aplicação pretendida; características de instalação do(s) coletor(es) como localidade, orientação, inclinação e sombreamento; compatibilidade de uso.

Para o dimensionamento do sistema de armazenamento deve-se considerar entre outros aspectos, as características de consumo, as temperaturas de armazenamento, a pressão de trabalho e as características da água. A seleção do sistema de armazenamento deve considerar os seguintes parâmetros: as perdas térmicas; a estratificação térmica; a compatibilidade de uso. Devem ser tomadas as precauções necessárias para prever as variações volumétricas e térmicas da água sem que a sua pressão supere as condições de trabalho do SAS.

Quando aplicável, deve ser previsto um sistema de aquecimento auxiliar para complementar a demanda energética para o perfil de consumo previsto. A especificação do sistema de aquecimento auxiliar e seu modo de funcionamento devem considerar a influência que esta causa no desempenho do SAS. A especificação do sistema de aquecimento auxiliar, de qualquer tipo, deve priorizar o aquecimento solar. O sistema de aquecimento auxiliar pode ser utilizado em série ou em paralelo com o reservatório termossolar desde que seja compatível com as temperaturas do sistema, em relação ao circuito secundário.

A qualificação dos cabos de potência para sistemas fotovoltaicos

Os cabos de potência previstos nesta norma devem ser designados pela: seção nominal do condutor, em milímetros quadrados; tensão máxima do cabo (Um): 1,8 kV em corrente contínua.

A NBR 16612 de 03/2020 – Cabos de potência para sistemas fotovoltaicos, não halogenados, isolados, com cobertura, para tensão de até 1,8 kV cc entre condutores – Requisitos de desempenho especifica os requisitos mínimos para a qualificação e aceitação de cabos singelos de condutor flexível para uso em corrente contínua em instalações de energia fotovoltaica, com tensão contínua de 1,5 kV cc entre os condutores e entre os condutores e o terra, e tensão máxima em cc de 1,8 kV. A tensão ca equivalente especificada para este cabo é 0,6/1 kV (U0/U), onde U0 é o valor eficaz entre o condutor e o terra, e U é o valor eficaz entre duas fases.

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Quais devem ser os ensaios de recebimento (R e)?

Quais são os critérios de amostragem?

Como deve ser feito o ensaio de resistência de isolamento à temperatura ambiente (R e T)?

Como devem ser executados os ensaios mecânicos do material da cobertura antes e após envelhecimento artificial em câmara UV (T)?

Os cabos de potência previstos nesta norma devem ser designados pela: seção nominal do condutor, em milímetros quadrados; tensão máxima do cabo (Um): 1,8 kV em corrente contínua. Estes cabos foram previstos para serem instalados entre a célula fotovoltaica e os terminais de corrente contínua do inversor fotovoltaico. Estes cabos devem ser adequados para operar em temperatura ambiente de –15°C até 90°C.

A temperatura do condutor em regime permanente não pode ultrapassar 90 °C. Por um período máximo de 20.000 h, é permitida uma temperatura máxima de operação no condutor de 120°C em uma temperatura ambiente máxima de 90°C. A temperatura no condutor, em regime de curto-circuito, não pode ultrapassar a 250°C. A duração neste regime não pode ultrapassar 5 s.

O condutor deve ser de cobre estanhado e têmpera mole, e estar conforme a NBR NM 280 na classe 5 de encordoamento. A superfície dos fios componentes do condutor encordoado não pode apresentar fissuras, escamas, rebarbas, aspereza, estrias ou inclusões. O condutor pronto não pode apresentar falhas de encordoamento.

Os fios componentes do condutor encordoado, antes de serem submetidos a fases posteriores de fabricação, devem atender aos requisitos da NBR NM 280. Sobre o condutor pode ser aplicado um separador, a critério do fabricante, a fim de facilitar a remoção da isolação e evitar a aderência desta, e este separador deve estar de acordo com a NBR 6251. A isolação deve ser constituída por uma ou mais camadas extrudadas de composto não halogenado termofixo, com requisitos conforme a tabela abaixo.

A isolação deve ser contínua e uniforme ao longo de todo o seu comprimento. A isolação dos cabos, quando não houver separador sobre o condutor, deve estar justaposta ao condutor, porém facilmente removível e não aderente a ele. A espessura nominal da isolação deve estar de acordo com a tabela abaixo. A espessura média da isolação não pode ser inferior ao valor nominal especificado.

A espessura mínima da isolação em um ponto qualquer de uma seção transversal pode ser inferior ao valor nominal, contanto que a diferença não exceda 0,1 mm + 10% do valor nominal especificado. A espessura de um eventual separador aplicado sobre o condutor não pode ser considerada parte da espessura da isolação.

A cobertura deve ser contínua e uniforme ao longo de todo o seu comprimento. A espessura nominal da cobertura deve estar de acordo com a tabela acima. A espessura média da cobertura não pode ser inferior ao valor nominal especificado. A espessura mínima da cobertura em um ponto qualquer de uma seção transversal pode ser inferior ao valor nominal, contanto que a diferença não exceda 0,1 mm + 15 % do valor nominal especificado.

As cores padronizadas para a cobertura são: preta, vermelha, verde e verde com listra amarela. A superfície externa da cobertura do cabo deve ser marcada a intervalos regulares de até 500 mm, com caracteres de durabilidade, dimensões e legibilidade adequadas. A durabilidade da gravação deve ser verificada ao tentar removê-la, esfregando-a levemente com um pano úmido, por dez vezes; isto não pode alterar a gravação.

A marcação na cobertura deve conter no mínimo as seguintes informações: marca de origem (nome, marca ou logotipo do fabricante); seção nominal do condutor, expressa em milímetros quadrados (mm²); inscrição: “USO EM SISTEMA FOTOVOLTAICO”; ano de fabricação; número desta norma. É facultado ao fabricante ou fornecedor responsável incluir a marca comercial do produto, preferencialmente após a marca de origem.

Os ensaios previstos por esta norma são classificados em: ensaios de recebimento (R e E); ensaios de tipo (T); ensaios de controle. O ensaio para determinação do fator de correção da resistência de isolamento (T) pode ser realizado, desde que previamente requerido como requisito adicional. A amostra deve ser preparada e ensaiada conforme a NBR 6813, e o fator para correção da resistência de isolamento deve ser aproximadamente igual ao previamente fornecido pelo fabricante.

Certos compostos apresentam constante de isolamento elevada, o que pode dificultar a determinação do coeficiente por grau Celsius. Nestes casos, deve ser aceito o menor coeficiente dado na Tabela B.1 (disponível na norma). Os cabos devem ser acondicionados de maneira que fiquem protegidos durante o manuseio, transporte e armazenagem. O acondicionamento deve ser em rolo ou carretel, que deve ter resistência adequada e ser isento de defeitos que possam danificar o produto.

Para cada unidade de expedição, a incerteza máxima requerida na quantidade efetiva é de ± 1% em comprimento. Os cabos devem ser fornecidos em lances normais de fabricação, sobre os quais é permitida uma tolerância de ± 3% no comprimento. Adicionalmente, pode-se admitir que até 5 % dos lances de um lote de expedição tenham um comprimento diferente do lance normal de fabricação, com um mínimo de 50% do comprimento do referido lance.

Os carretéis devem possuir dimensões conforme a NBR 11137, devendo ser respeitados os limites de curvatura previstos na NBR 9511, e os rolos devem ter dimensões conforme a NBR 7312. As extremidades dos cabos acondicionados em carretéis devem ser convenientemente seladas com capuzes de vedação ou com fita autoaglomerante, resistentes às intempéries, a fim de evitar a penetração de umidade durante manuseio, transporte e armazenagem.

Externamente, os carretéis devem ser marcados, nas duas faces laterais, diretamente sobre o disco e/ou por meio de etiquetas, com caracteres legíveis e indeléveis, com no mínimo as seguintes indicações: nome do fabricante, CNPJ e país de origem; seção nominal, em milímetros quadrados; número desta norma; massa bruta aproximada, em quilogramas (kg); comprimento do lance, em metros (m); seta no sentido de rotação para desenrolar; e identificação para fins de rastreabilidade.

As baterias estacionárias aplicadas em energia fotovoltaica

Deve-se conhecer os requisitos técnicos e métodos de ensaios aplicados às baterias estacionárias aplicadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) não conectadas à rede de energia elétrica (off-grid).

Pode-se definir o estado de carga (state of charge – SoC) como a quantidade de carga existente na bateria em um de dado instante, em função da capacidade total, a perda de água (dry-out) como a perda excessiva de água do eletrólito na bateria chumbo-ácida regulada por válvula e na bateria alcalina com recombinação parcial de gases e o SEFV é o sistema de energia fotovoltaica. A NBR 16767 de 09/2019 – Elementos e baterias estacionárias para aplicação em sistemas fotovoltaicos não conectados à rede elétrica de energia (off-grid) – Requisitos gerais e métodos de ensaio especifica os requisitos técnicos e métodos de ensaios aplicados às baterias estacionárias aplicadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) não conectadas à rede de energia elétrica (off-grid). Não inclui informações específicas relativas ao dimensionamento da bateria, ao método de carga ou ao projeto do SEFV.

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Por que deve ser prevista uma proteção física da bateria?

Quais são as características técnicas funcionais da bateria?

Quais são os valores típicos de utilização de baterias em aplicações fotovoltaicas?

Quais são os ciclos com baixa profundidade de descarga em baixo estado de carga (fase A)?

Esta seção especifica as condições de operação às quais as baterias são submetidas durante sua utilização em aplicações fotovoltaicas em sistemas não conectados à rede de energia elétrica. O sistema de energia fotovoltaica com baterias referenciado nesta norma deve fornecer energia constante, variável ou intermitente ao equipamento conectado (bombas, geladeiras, sistemas de iluminação, sistemas de comunicação, etc.).

Os tipos de elementos e as baterias mais utilizadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) são: ventilada; regulada por válvula, incluindo aquelas com recombinação parcial de gás; selada sem emissão de gases em condições normais de operação (gastight sealed). Os elementos e as baterias normalmente são fornecidos nas seguintes condições: seco-descarregada (somente para baterias de níquel-cádmio ventiladas); carregada com eletrólito; seco-carregada (somente para baterias chumbo-ácido ventiladas); úmido-descarregada (somente baterias de níquel-cádmio).

A carga inicial da bateria deve ser realizada conforme instruções do fabricante, para otimizar sua vida útil. As baterias utilizadas em sistemas de energia fotovoltaica, operando sob condições climáticas normais, podem estar sujeitas às condições especificadas a seguir. Para o tempo de autonomia, a bateria é dimensionada para fornecer energia sob condições específicas durante um período de tempo, usualmente de três a cinco dias, sem irradiação solar. Ao selecionar a capacidade necessária da bateria, os seguintes itens devem ser considerados: ciclo diário/sazonal necessário (pode haver restrições na profundidade máxima de descarga); tempo necessário para acessar o local da instalação; envelhecimento; temperatura de operação; futura expansão da carga.

O dimensionamento das correntes de carga e descarga deve considerar a autonomia (profundidade de descarga), temperatura, potência de consumo, radiação solar, etc. As correntes de carga e descarga usuais são as seguintes: corrente máxima de carga: /10 (A); corrente média de descarga conforme determinado pela carga: /120 (A). Dependendo do dimensionamento do sistema, a corrente de carga e descarga pode variar dentro de uma faixa maior.

A bateria normalmente está exposta a um ciclo diário, como a seguir: carga durante as horas de sol; descarga durante a noite. Um uso diário típico resulta em uma descarga entre 2% e 20% da capacidade da bateria. O estado de carga da bateria pode variar quando submetido a um ciclo sazonal. Isso decorre de variações das condições da média de carga, como a seguir: períodos com baixa radiação solar, por exemplo, durante o inverno, causando baixa produção de energia. O estado da carga da bateria (capacidade disponível) pode diminuir para 20% da capacidade nominal ou menos.

Em períodos com alta radiação solar, por exemplo, no verão, podem trazer a bateria para a condição de totalmente carregada, com a possibilidade de que esta possa ser sobrecarregada. Durante o verão, por exemplo, a bateria opera com alto nível de estado de carga (SoC), normalmente entre 80% e 100% da capacidade nominal. O sistema regulador de tensão normalmente limita a tensão máxima da bateria durante o período de carga.

Em um sistema de energia fotovoltaica sem regulador de tensão, a tensão da bateria não está limitada por um controlador de carga, mas pelas características do gerador fotovoltaico. O projetista do sistema deve utilizar a tensão máxima de carga da bateria indicada pelo fabricante, a fim de permitir que no verão esta recupere o mais breve possível o seu máximo estado de carga (SoC). A sobrecarga reduz a vida útil projetada da bateria.

Normalmente, a tensão máxima de carga é de 2,4 V por elemento para baterias de chumbo-ácidos e 1,55 V por elemento para baterias de níquel-cádmio ventiladas, na temperatura de referência especificada pelo fabricante. Alguns reguladores permitem que a tensão da bateria exceda estes valores por um curto período para uma carga de equalização. Para as outras baterias, os fabricantes devem fornecer os valores de tensão de carga recomendados. Caso a temperatura de operação da bateria se desvie significativamente da temperatura de referência, a compensação da tensão de carga deve ser usada de acordo com as instruções do fabricante da bateria.

A vida útil projetada de uma bateria utilizada em um sistema de energia fotovoltaica, mesmo quando mantida regularmente em um alto estado de carga, pode ser consideravelmente menor do que quando utilizada permanentemente em estado de flutuação (sistemas de backup). Durante períodos de baixa irradiação solar, a energia produzida pelo sistema de energia fotovoltaica pode não ser suficiente para carregar completamente a bateria. O estado da carga diminui e os ciclos ocorrem em baixo estado de carga. Os níveis baixos de irradiação solar podem ser resultado da localização geográfica combinada com os períodos de inverno, nublados, chuvas ou acumulação de poeira nos painéis fotovoltaicos.

A estratificação do eletrólito pode ocorrer em baterias chumbo-ácido. Em baterias chumbo-ácido ventiladas, a estratificação do eletrólito pode ser evitada por agitação ou recirculação eletrolítica, ou por carga de equalização periódica durante sua operação. Nas baterias chumbo-ácido reguladas por válvula, a estratificação do eletrólito pode ser evitada em seus projetos ou com a instalação e operação de acordo com as instruções do fabricante.

As baterias devem ser armazenadas conforme as recomendações do fabricante. As baterias do tipo chumbo-ácido e níquel-cádmio com eletrólito devem ser armazenadas totalmente carregadas. A exposição de uma bateria a altas temperaturas e umidade durante o armazenamento pode resultar em perda de capacidade dela, com consequente redução de sua vida útil projetada. A temperatura de uma bateria pode atingir valores iguais ou superiores a 60 °C durante o dia, quando armazenada em um contêiner em contato direto com a luz solar.

A seleção de um local sem incidência de luz solar ou com controle de temperatura pode evitar este risco. A temperatura da bateria durante a operação no local de instalação é um fator importante para a sua seleção e expectativa de vida. As recomendações de temperaturas e umidade de operação devem ser seguidas conforme o indicado pelo fabricante. A vida útil projetada das baterias diminui com o aumento da temperatura de operação.

Baixas temperaturas reduzem o desempenho de descarga e a capacidade das baterias. Para mais detalhes, o fabricante deve ser consultado. A sobrecarga não aumenta a energia armazenada na bateria, mas sim o consumo de água em baterias ventiladas e, consequentemente, incrementa a frequência de manutenção. Além disso, as baterias do tipo chumbo-ácido reguladas por válvula podem sofrer o processo de dry-out (perda de água) resultando em perda de capacidade e/ou superaquecimento.

A sobrecarga pode ser controlada com o uso de controladores de carga apropriados. A maioria dos sistemas não aquosos, como baterias do tipo lítio-íon e similares, não pode ser submetido a qualquer sobrecarga sem que ocorram danos ou problemas de segurança. Assim, estas baterias são usualmente fornecidas com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) que impede, independentemente do controlador de carga, que a sobrecarga ocorra.

A configuração do regulador deve levar em consideração o gerador fotovoltaico, a carga, a temperatura e as especificações da bateria, conforme recomendado pelo fabricante. A rotina de manutenção das baterias dos tipos chumbo-ácido ou de níquel-cádmio ventiladas, incluindo aquelas com recombinação parcial de gás, devem ser planejadas de modo que não seja permitido que as baterias operem com nível de eletrólito abaixo do mínimo.

A sobrecarga em baterias do tipo chumbo-ácido reguladas por válvula deve ser cuidadosamente controlada a fim de otimizar sua vida útil projetada. O consumo de água para efeito de estimativa dos intervalos de manutenção deve ser fornecido pelo fabricante. As baterias para aplicação fotovoltaica são projetadas para suportar estresse mecânico durante o transporte e manuseio, tendo em vista que estas instalações podem ter acesso pelas estradas sem pavimentação.

Entretanto, as baterias não podem ser submetidas a impactos ou derramamento de eletrólito. Recomenda-se utilizar uma embalagem ou proteção adicional para transporte em estradas sem pavimentação. Deve-se ter cuidado especial ao manusear as baterias fora da embalagem. As instruções do fabricante devem ser seguidas. A eficiência de carga é a relação entre a quantidade de energia elétrica fornecida durante a descarga de um elemento ou bateria e a quantidade de energia elétrica necessária para restaurar o estado inicial da carga nas condições especificadas (IEC 60050-482:2004, 482-05-39). Na ausência de dados do fabricante da bateria, as eficiências indicadas na tabela abaixo podem ser consideradas.

As baterias do tipo chumbo-ácido devem ser protegidas contra descargas profundas, de modo que seja evitada a perda de capacidade devido ao efeito de sulfatação ou passivação irreversível. Isto pode ser realizado por meio de um sistema que monitore a tensão da bateria e a desconecte automaticamente antes de atingir sua profundidade máxima de descarga de projeto (ver recomendações do fabricante). As baterias de níquel-cádmio ventiladas ou com recombinação parcial de gases normalmente não requerem tal proteção.

Para os outros tipos de baterias, as recomendações do fabricante devem ser seguidas. A identificação de elementos ou monoblocos deve obedecer às normas aplicáveis listadas nessa norma. As regulamentações locais aplicáveis e as instruções do fabricante devem ser seguidas durante o transporte, instalação, comissionamento, operação, manutenção, descomissionamento e disposição das baterias.

O fabricante deve fornecer a documentação para transporte, instalação, comissionamento, operação, manutenção, descomissionamento e disposição de tais elementos e baterias para aplicações fotovoltaicas. O fabricante deve informar se há considerações especiais a serem observadas para a carga inicial das baterias, quando estas forem utilizadas apenas em sistemas fotovoltaicos.

A segurança dos reservatórios termossolares domésticos

Os projetos comerciais de energia solar são geralmente instalados em uma escala maior do que a residencial.

A energia solar é energia utilizável gerada pelo sol na forma de energia elétrica ou térmica. Pode ser capturada de várias maneiras, a mais comum delas é com painéis solares fotovoltaicos que convertem os raios do sol em eletricidade utilizável.

Além de usar energia fotovoltaica para gerar eletricidade, a energia solar é comumente usada em aplicações térmicas para aquecer espaços internos ou fluidos. Os proprietários de imóveis residenciais e comerciais podem instalar sistemas solares de água quente e projetar seus edifícios com aquecimento solar passivo em mente para aproveitar totalmente a energia solar com a tecnologia solar.

Os painéis solares são instalados em três escalas principais: residencial, comercial e de utilidade. A energia solar em escala residencial é tipicamente instalada em telhados de casas ou em terrenos abertos (montados no solo) e geralmente está entre 5 e 20 kW, dependendo do tamanho de uma propriedade.

Os projetos comerciais de energia solar são geralmente instalados em uma escala maior do que a residencial. Embora as instalações individuais possam variar muito em tamanho, a energia solar em escala comercial atende a um objetivo consistente: fornecer energia solar no local para empresas e organizações sem fins lucrativos. Por fim, os projetos de energia solar em escala de serviços públicos que, normalmente, são grandes instalações de vários megawatts (MW) que fornecem energia solar a um grande número de clientes de serviços públicos.

A NBR 16641 de 08/2018 – Requisitos específicos em reservatórios para utilização em sistemas de acumulação de energia térmica solar – Segurança mecânica e elétrica estabelece os requisitos de segurança dos reservatórios termossolares para uso doméstico e aquecimento solar de água em sistemas com temperatura máxima de 95 °C, volume máximo de até 1.000 L, pressão máxima de trabalho de 392 kPa e tensão nominal de até 380 V. aplica a equipamentos não destinados ao uso doméstico padrão, mas que, no entanto, podem ser uma fonte de perigo para o público, como um equipamento destinado a ser usado por leigos no comércio, na produção agrícola e industrial. Não se aplica a: avaliação da perda específica de energia mensal máxima (kW.h/L.mês) por capacidade do reservatório termossolar que deve obedecer as normas e legislações vigentes; equipamentos para ferver água; aquecedores instantâneos de água; equipamentos de distribuição comerciais e máquinas de venda automática; equipamentos destinados exclusivamente para fins industriais; dispositivos destinados a serem utilizados em locais onde prevalecem condições especiais, como a presença de uma atmosfera corrosiva ou explosiva (poeira, vapor ou gás); caixas d’água.

Esta norma trata dos perigos comuns apresentados por equipamentos que são encontrados por qualquer pessoa dentro e fora da casa. No entanto, em geral, não leva em conta: pessoas (incluindo crianças) cujas capacidades físicas, sensoriais ou mentais, ou a falta de experiência e conhecimento, as impedem de utilizar o equipamento com segurança, sem supervisão ou instrução; animais e insetos que possam interferir com os componentes de segurança do sistema. Chama-se a atenção para o fato de que requisitos adicionais podem ser necessários: para equipamentos destinados a serem utilizados em altas altitudes; para equipamentos destinados a serem utilizados em veículos ou a bordo de navios ou aeronaves; quando especificados pelas autoridades de saúde e do trabalho ou similar; quando existem normas para a instalação de equipamentos ligados diretamente à rede de água.

Acesse alguns questionamentos relacionados a essa norma GRATUITAMENTE no Target Genius Respostas Diretas:

Como deve ser executado o ensaio de resistência ao calor e fogo?

Como deve ser o esquema de um reservatório fechado para atmosfera (bombeado)?

Quais são as informações permanentes de identificação dos reservatórios?

Quais são as medidas para a limitação da temperatura e pressão em reservatórios fechados?

Esta norma reconhece o nível de proteção aceito internacionalmente contra riscos, tais como: elétricos, mecânicos, térmicos e fogo dos equipamentos quando operados em utilização normal, tendo em conta as instruções do fabricante. Abrange também situações anormais que podem ser previstas e levam em conta a maneira pela qual fenômenos eletromagnéticos podem afetar o funcionamento seguro dos equipamentos.

Esta norma atende aos requisitos da NBR 5410, exceto quando especificado nesta norma, de modo que exista compatibilidade com as regras de projeto elétrico, quando o equipamento está ligado ao fornecimento de energia. Se um equipamento do escopo desta norma também incorpora funções que são abrangidas por outra norma, por exemplo, aquecimento a gás ou bomba de calor, deve ser aplicada separadamente a cada uma das funções, atendendo às normas e legislações vigentes.

Se for o caso, a influência da função de um por outro, deve ser levada em conta. Um equipamento que está em conformidade com o texto da norma não será necessariamente considerado em conformidade com os princípios de segurança da norma que, quando examinados e ensaiados, verifica-se que possui outras características que diminuem o nível de segurança abrangidos por esses requisitos.

Um equipamento empregando materiais ou formas de construção que diferem daqueles detalhados nos requisitos desta norma pode ser examinado e ensaiado em função dos objetivos visado por esses requisitos e, se julgado substancialmente equivalente, pode considerar-se como atendendo aos princípios de segurança desta norma. Os equipamentos devem ser construídos de tal forma, que em seu uso normal, operem de forma segura para não causar perigo às pessoas ou ao seu entorno, respeitando as regras de projeto, instalação, acesso e manutenção. Os requisitos para projeto e fabricação devem atender à NBR NM 60335-1.

As pressões intermediárias dentro da faixa de classificação devem ser informadas pelo fabricante. Para reservatório com extra baixa pressão com caixa d’água acoplada ou incorporada, a pressão de projeto deve ser de no mínimo, equivalente ao seu diâmetro externo em metros para mca e menor 39,2 kPa (4 mca).

Quanto ao isolamento elétrico, os reservatórios termossolares devem ser no mínimo classe 01, conforme NM 60335-1. Reservatórios termossolares com invólucros elétricos devem ser de no mínimo IP24, conforme a NBR IEC 60529. Os requisitos para proteção contra acesso às partes energizadas devem atender às recomendações da NBR NM 60335-1:2010, Seção 8. O acesso às partes energizadas deve ser protegido, de modo que só possa ser alcançado após a remoção de uma tampa de proteção, cuja remoção seja possível somente com ferramenta.

Os requisitos para potência de entrada e corrente devem estar em conformidade com a NBR 14013. Os requisitos para aquecimento dos componentes elétricos devem atender à NBR NM 60335-1:2010, Seções 11.1 a 11.6 e 11.8, exceto Seção 11.7, substituído pelo requisito a seguir: o equipamento é operado até que as condições estáveis sejam estabelecidas ou até que o termostato interrompa a corrente pela primeira vez após 16 h, o que for menor.

Os requisitos para a corrente de fuga e isolamento elétrico devem atender à NM 60335-1:2010, Seção 16. Os pés ou apoios devem ser projetados de forma a suportar o peso do produto em condição normal de operação e garantir sua estabilidade. As estruturas de sustentação devem ser projetadas de forma que mantenham suas características operacionais pelo período mínimo de cinco anos sob condições normais de sua aplicação.

O orifício de drenagem deve ser compatível com o volume do reservatório ou dimensões do sistema de respiro, de modo que a água possa escoar sem prejudicar a integridade física do equipamento, quando existente. O dreno pode ou não ser integrado ao reservatório. O respiro do reservatório do tipo aberto deve ser compatível com o volume, construído de forma que o fluxo de água não seja restringido em sua extensão e o reservatório submetido a uma pressão significativa. O respiro pode ou não ser integrado ao reservatório.

Elementos de aquecimento e sensores de controle térmico, em contato com a superfície externa do recipiente, devem ser protegidos e mantidos em posição segura, quando existentes. Os requisitos para fiação interna devem atender à NBR NM 60335-1:2010 Seção 23. O dimensionamento da fiação deve atender à NBR 5410.

Os componentes elétricos citados na NBR NM 60335-1:2010, Seção 24, devem estar em conformidade com os requisitos de segurança, complementados pelos critérios especificados em 4.11.1 e 4.11.2. Os protetores térmicos podem ser de rearme automático ou manual. A operação do protetor térmico de um reservatório termossolar solar fechado deve assegurar que a temperatura da água não ultrapasse a 99 °C. O ponto de instalação deve assegurar que a resistência elétrica esteja sempre imersa em água. Para reservatórios em nível, deve ser considerado o nível mínimo de água.

Os requisitos para o ponto de alimentação e cabos flexíveis externos devem atender às NBR NM 60335-1:2010, Seção 25, e ABNT NBR 5410. Os equipamentos devem ser ligados permanentemente à fiação fixa, não possuindo ligações intermediárias. Também, em situações de queda de energia elétrica. A posição da válvula de alívio de temperatura e pressão ou do sensor de temperatura de água do reservatório deve ser próxima da linha d’água superior dentro do reservatório termossolar.

O bulbo de temperatura da válvula de alívio de temperatura e pressão deve entrar na água em uma profundidade mínima em acordo com a especificação do fornecedor da válvula. A posição do ponto da leitura deve ser entre 5 cm e 15 cm abaixo da linha d’água. A vazão mínima da válvula de alívio de temperatura e pressão deve ser suficiente para descartar o fluido (energia) fornecido pelo coletor solar. Cada reservatório termossolar fechado à atmosfera deve possuir um dispositivo de limitação de temperatura e pressão, ver figura abaixo.

As informações que devem constar no produto de forma visível estão divididas em permanentes, que devem permanecer indeléveis no produto durante a sua vida útil, resistentes às intempéries, produtos químicos ou ações do tempo, e temporárias, que devem permanecer no produto no mínimo até a sua instalação. Essas informações podem ser colocadas em etiquetas ou placas metálicas.

O reservatório deve ser identificado de forma indelével e em parte não destacável, com as seguintes informações mínimas: fabricante ou fornecedor responsável pelo produto no Brasil e informações para contato; modelo do reservatório; volume nominal expresso em Litros (L); pressão nominal de trabalho expresso em metros de coluna d’água (mca); potência da resistência expressa em kW e tensão (V), expressa em V, se aplicável; frase: “IMPORTANTE: Consulte sempre o manual do produto”.

Energia para crescer

Normas comentadas

NBR 14039 – COMENTADA de 05/2005Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV – Versão comentada.

Nr. de Páginas: 87

NBR 5410 – COMENTADA de 09/2004Instalações elétricas de baixa tensão – Versão comentada.

Nr. de Páginas:209

Luiz Gonzaga Bertelli é presidente do Conselho de Administração do CIEE

Num país de tantas urgências, não é nada fácil definir prioridades. Mas não é tarefa impossível, com políticas setoriais baseadas em planejamento que unam viabilidade técnica e resultados de alcance não apenas econômico, mas também social, com o objetivo de sustentar e até agilizar a retomada do desenvolvimento nacional.

Questão fundamental é garantir a geração de energia elétrica em volume suficiente para atender ao aumento de consumo previsto até nos mais conservadores cenários desenhados para os próximos anos. Para isso, será preciso equacionar soluções que permitam anular ou, pelo menos, minimizar obstáculos em duas frentes.

No ambiente interno, as dificuldades residem na carência de recursos públicos para investimentos em larga escala, grandes empreiteiras enredadas na Lava Jato, empresas estatais com caixa esvaziada, as mudanças climáticas. No lado internacional, a escalada do dólar, a tendência de elevação de juros nos Estados Unidos e o efeito Trump ameaçam comprometer o ingresso de capitais externo e a importação de equipamentos e insumos.

Opção que ganha força no debate para reduzir a forte preponderância da geração hídrica na matriz energética, a expansão das termelétricas a gás têm a  desfavor  o compromisso de reduzir a emissão de gases de efeito estufa e a dependência de importações a preços que podem complicar as distribuidoras e onerar os consumidores finais, pressionando a inflação. E outras fontes renováveis, de geração limpa, poderá lembrar o leitor.

Com exceção da energia eólica, que cobre por aproximadamente 5% do consumo de eletricidade, as outras fontes – apesar das reconhecidas e até decantadas potencialidades brasileiras – continuam quase à margem do precário planejamento governamental para esse estratégico setor. Analistas com visão mais otimistas apostam fichas no avanço da energia fotovoltaica, com aproveitamento da nossa fartura de sol. Outros, como este articulista, continuam sonhando com estímulos para a cogeração com biomassa, com suas apreciáveis vantagens econômicas e ambientais.

As auditorias e a certificação de sistemas de gestão de energia (SGE)

Os sistemas de gestão de energia capacitam uma organização a seguir uma abordagem sistemática para alcançar melhoria contínua no seu desempenho energético, incluindo eficiência energética, uso e consumo de energia. A NBR ISO 50003 de 06/2016 – Sistemas de gestão de energia – Requisitos para organismos de auditoria e certificação de sistemas de gestão de energia especifica os requisitos de competência, consistência e imparcialidade em auditorias e certificação de sistemas de gestão de energia (SGE) para organismos que prestam estes serviços.

Para garantir a eficácia da auditoria de SGE, esta norma aborda o processo de auditoria, os requisitos de competência para o pessoal envolvido no processo de certificação para sistemas de gestão de energia, a duração das auditorias e amostragem para multi-instalações. Destina-se a ser utilizada em conjunto com NBR ISO/IEC 17021:2011. Os requisitos da NBR ISO/IEC 17021:2011 também se aplicam a esta norma.

Esta norma destina-se a ser usada em conjunto com a NBR ISO/IEC 17021:2011. No momento da publicação desta norma, a NBR ISO/IEC 17021:2011 está sob revisão e será cancelada e substituída pela ISO/IEC 17021-1. Para efeitos desta norma, a NBR ISO/IEC 17021:2011 e a ISO/IEC 17021-1 são consideradas equivalentes. Após a publicação da ISO/IEC 17021-1, todas as referências nesta NBR ISO/IEC 17021:2011 serão consideradas como referências à ISO/IEC 17021-1.

Além dos requisitos da NBR ISO/IEC 17021:2011, esta norma especifica requisitos que dizem respeito à área técnica específica de SGE que são necessários para assegurar a efetividade da auditoria e certificação. Particularmente, esta norma internacional aborda os requisitos adicionais necessários para o processo de planejamento de auditoria, a auditoria de certificação inicial, a condução da auditoria no local, competência do auditor, duração das auditorias do SGE e amostragens multilocal.

A Seção 4 descreve as características da auditoria do SGE, a Seção 5 descreve os requisitos do processo de auditoria do SGE e a Seção 6 descreve os requisitos de competência para o pessoal envolvido no processo de certificação do SGE. Os Anexos A, B e C fornecem informações adicionais para complementar a NBR ISO/IEC 17021:2011.

Esta norma trata de auditorias de SGE para fins de certificação, mas não trata de diagnósticos energéticos, cujo propósito é estabelecer uma análise sistemática de consumo e uso de energia os quais são definidos na NBR ISO 50002. Os SGE capacitam uma organização a seguir uma abordagem sistemática para alcançar melhoria contínua no seu desempenho energético, incluindo eficiência energética, uso e consumo de energia.

Esta norma especifica requisitos adicionais àqueles especificados na NBR ISO/IEC 17021:2011 para uma eficaz auditoria de avaliação da conformidade do SGE. A organização deve definir o escopo e fronteiras do SGE; entretanto, o organismo de certificação deve confirmar a adequação do escopo e fronteiras em cada auditoria.

O escopo da certificação deve definir as fronteiras do SGE incluindo atividades, instalações, processos e decisões relacionados ao SGE. O escopo pode ser toda a organização com multilocais, uma instalação dentro da organização, ou um subconjunto ou subconjuntos dentro de uma instalação, como uma edificação, instalação ou processo.

Quando definir as fronteiras, uma organização não pode excluir as fontes de energia. Na determinação do tempo da auditoria, o organismo de certificação deve incluir os seguintes fatores: fontes de energia; usos significativos de energia; consumo de energia; e o número do pessoal efetivo no SGE.

A duração da auditoria inclui o tempo no local da organização, planejamento da auditoria, revisão de documentos e produção de relatórios de auditoria. As tabelas de duração da auditoria no Anexo A devem ser utilizadas para determinar a duração da auditoria.

O método de cálculo da duração da auditoria está descrito no Anexo A. Nos casos onde os processos vigentes e a estrutura organizacional forem tais que uma redução na duração da auditoria possa ser justificada, o organismo de certificação deve fornecer uma justificativa razoável para a decisão e assegurar que ela esteja registrada.

A duração da auditoria pode ser reduzida se a organização tiver um SGE integrado com outro sistema de gestão certificado. O ajuste no tempo devido a outro sistema de gestão certificado não pode exceder 20 % de redução.

Os homens/dia da auditoria são baseados em 8h por dia. Ajustes podem ser solicitados baseados em requisitos locais, regionais ou exigência legais nacionais.

O número do pessoal efetivo no SGE e o critério de complexidade, como definido no Anexo A são utilizados como base para o cálculo da duração de auditoria. O organismo de certificação deve definir e documentar um processo para determinar o número do pessoal efetivo do SGE para o escopo de certificação e para cada auditoria no programa de auditoria.

O processo para determinar o número do pessoal efetivo no SGE deve assegurar a inclusão de pessoas que contribuem ativamente para atender os requisitos do SGE. Quando regulamentações exigirem a identificação de pessoas para operação e manutenção das atividades de SGE, estas pessoas devem ser parte do pessoal efetivo do SGE.

Quando conduzir a auditoria, o auditor deve coletar e verificar a evidência de auditoria relativa ao desempenho energético que inclui no mínimo: planejamento energético (todas as seções); controle operacional; e monitoramento de medição e análise. Ao identificar não conformidades da NBR ISO 50001, a definição para não conformidade maior para o SGE (ver 3.6) será utilizada pelo auditor.

Um relatório de auditoria deve incluir: escopo e fronteiras do SGE que estão sendo auditado; e declaração da obtenção da melhoria contínua do SGE e melhoria no desempenho energético com evidências de auditoria para amparar as constatações. A auditoria fase 1 deve incluir o seguinte: confirmação do escopo e fronteiras do SGE para certificação; análise gráfica ou uma descrição narrativa das instalações, equipamentos, sistemas e processos para o escopo e fronteiras identificados; confirmação do número do pessoal efetivo do SGE, fontes de energia, uso significativo de energia e consumo anual de energia, para confirmar a duração da auditoria; revisão de resultados documentados do processo de planejamento energético; análise da relação de oportunidade de melhorias de desempenho energético identificadas assim como os objetivos, metas e planos de ação relacionados.

Durante a auditoria fase 2, o organismo de certificação deve reunir as evidências necessárias de auditoria para definir se está demonstrada ou não a melhoria do desempenho energético, antes de tomar a decisão de certificação. A confirmação da melhoria do desempenho energético é necessária para a concessão da certificação inicial. Exemplos de como a organização pode demonstrar a melhoria do desempenho energético estão apresentados no Anexo C.

Durante as auditorias de manutenção, o organismo de certificação deve analisar as necessárias evidências da auditoria para determinar se foi demonstrada ou não uma melhoria contínua do desempenho energético. Durante a auditoria de recertificação, o organismo de certificação deve analisar as evidências da auditoria necessárias para determinar se uma melhoria contínua do desempenho energético está demonstrada antes de ser tomada a decisão de recertificação.

A auditoria de recertificação também deve levar em conta qualquer alteração significativa nas instalações, equipamentos, sistemas ou processos. A confirmação de melhoria contínua de desempenho energético é necessária para que a recertificação seja concedida. A melhoria do desempenho energético pode ser influenciada por alterações nas instalações, equipamentos, sistemas ou processo, mudanças no tipo de negócio, ou outras condições que resultem em mudança ou uma necessária mudança na linha de base.

Todo o pessoal envolvido em atividade de auditoria de SGE e atividades de certificação deve possuir um nível de competência que inclui as competências genéricas descritas em NBR ISO/IEC 17021:2011 assim como os conhecimentos gerais em SGE descritos na Tabela 1, onde “X” significa que o organismo de certificação deve definir o critério.

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A equipe de auditoria deve ser nomeada e composta por auditores e especialistas técnicos, como necessário, para cumprir os requisitos de competência técnica, bem como os requisitos de competência gerais compatíveis com o escopo da certificação. A Tabela 3 descreve as competências técnicas para um SGE, onde “X” significa que o organismo de certificação define os critérios.

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Enfim, a determinação da complexidade do SGE deve ser baseada em três considerações: o consumo anual de energia, o número de fontes de energia e o número de usos significativos de energia. A complexidade é um valor calculado com base em um fator ponderado que aborda todas estas três considerações.

Para cada consideração, dois itens de informação são necessários para calcular a complexidade: o peso ou multiplicador; e o fator de complexidade, que se baseia em um intervalo. A Tabela A.1 fornece para cada consideração o peso e as faixas associadas para os fatores de complexidade necessários para calcular a complexidade.

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Como base para a amostragem, os procedimentos do organismo de certificação devem assegurar que a revisão do contrato inicial inclua uma avaliação da complexidade e escala das atividades abrangidas pelo SGE e que os critérios em todas as cláusulas tenham sido cumpridos.

Algumas considerações sobre diferenças que possam afetar a amostragem podem incluir o seguinte: desempenho energético; usos significativos de energia; fontes de energia; monitoramento, medições e análises; consumo de energia; e mudanças no escopo. O organismo de certificação deve identificar as funções centrais (escritório central) da organização com a qual ele tem um acordo jurídico vinculado à prestação de atividades de certificação.

Aprendendo a medir o desempenho energético com a norma técnica

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A implantação de um sistema de gestão da energia requer o comprometimento da alta direção da organização, mas, também, dos diversos níveis hierárquicos da empresa. Ao primeiro grupo caberá definir os objetivos e metas a serem alcançados em termos de desempenho energético e fornecer uma visão corporativa que permita a implantação bem-sucedida do sistema de gestão.

Os demais níveis participam da operacionalização da política energética, da identificação das necessidades diárias e da proposição de melhorias nos processos, atuando como mola mestra do funcionamento de todo o programa A principal questão quanto ao sucesso da implantação do sistema está na compreensão, por todos, de que esta iniciativa resultará, em última análise, em ganhos financeiros para a empresa, pois aumenta a sua competitividade ao reduzir custos produtivos desnecessários. Outros ganhos, relacionados à sustentabilidade econômica e ambiental do negócio, também serão obtidos, sem falar na redução de investimentos na ampliação incessante da infraestrutura necessária à distribuição de determinados insumos energéticos, tais como eletricidade e gás natural, entre vários outros.

A NBR ISO 50001 especifica os requisitos de um sistema de gestão da energia (SGE) para uma organização desenvolver e implementar uma política energética, estabelecer objetivos, metas e planos de ação que considerem requisitos legais e informações relativas ao uso significativo de energia. Um SGE habilita uma organização a atender sua política energética, tomar as devidas ações de melhoria de seu desempenho energético e demonstrar conformidade aos requisitos desta norma.

Pode-se ajustar a aplicação desta norma a requisitos específicos de uma organização – incluindo complexidade do sistema, grau de documentação e recursos – e abrange as atividades sob o controle da organização. Ela se baseia na estrutura de melhoria contínua do Plan-Do-Check-Act e incorpora a gestão da energia nas práticas organizacionais diárias, melhoria da competitividade e redução de emissões de gases de efeito estufa e outros impactos ambientais relacionados.

É aplicável independentemente dos tipos de energia utilizados. Pode ser utilizada para certificação, registro ou autodeclaração do SGE de uma organização. Ela não estabelece requisitos absolutos para o desempenho energético além daqueles estabelecidos na política energética da organização e de sua obrigação de conformidade a requisitos legais aplicáveis ou outros requisitos. Assim, duas organizações realizando operações semelhantes, mas com desempenhos energéticos distintos, podem ambas estar em conformidade com seus requisitos.

Especificamente em seu item 4.3 Política energética: deve declarar o comprometimento da organização para atingir a melhoria do desempenho energético. A alta direção deve definir a política energética e garantir que esta: seja apropriada à natureza e escala do uso e consumo de energia da organização; inclua um comprometimento para melhoria contínua de desempenho energético; inclua um comprometimento para garantir a disponibilidade de informações e de recursos necessários para atingir objetivos e metas; inclua um comprometimento para cumprir com os requisitos legais aplicáveis e outros requisitos aos quais a organização subscreve em relação à eficiência, uso e consumo de energia; forneça uma estrutura para estabelecer e revisar objetivos e metas energéticas; apoie a aquisição de produtos energeticamente eficientes, assim como de serviços e projetos para melhoria do desempenho energético; seja documentada e comunicada em todos os níveis da organização; e seja regularmente revisada e atualizada se necessário.

Já a NBR ISO 50006 de 03/2016 – Sistemas de gestão de energia — Medição do desempenho energético utilizando linhas de base energética (LBE) e indicadores de desempenho energético (IDE) — Princípios gerais e orientações fornece orientações para organizações de como estabelecer, utilizar e manter indicadores de desempenho energéticos (IDE) e linhas de base energética (LBE) como parte do processo de medição de desempenho energético. As orientações nesta norma são aplicáveis a qualquer organização, independentemente do seu tamanho, tipo, localização ou nível de maturidade na área de gestão de energia.

Fornece às organizações orientações práticas sobre como atender aos requisitos da NBR ISO 50001 relacionados ao estabelecimento, uso e manutenção dos indicadores de desempenho energético (IDE) e linhas de base energética (LBE) para a medição e alterações no desempenho energético. O IDE e a LBE são dois elementos-chave inter-relacionados da NBR ISO 50001 que permitem a medição, e, logo, a gestão do desempenho energético em uma organização.

O desempenho energético é um conceito amplo relacionado ao uso e consumo de energia e eficiência energética. Para gerenciar efetivamente o desempenho energético de suas instalações, sistemas, processos e equipamentos, as organizações precisam saber como a energia é utilizada e quanto é consumida ao longo do tempo.

Um IDE é um valor ou medida que quantifica resultados relacionados à eficiência energética, uso e consumo de energia em instalações, sistemas, processos e equipamentos. As organizações utilizam IDE como medida de seus desempenhos energéticos.

A LBE é uma referência que caracteriza e quantifica o desempenho energético de uma organização durante um período de tempo específico. A LBE permite que uma organização avalie alterações do desempenho energético entre dois períodos selecionados. A LBE também é utilizada para cálculos de economia de energia, como uma referência antes e depois da implementação de ações de melhoria do desempenho energético.

As organizações definem metas para o desempenho energético como parte do processo de planejamento energético em seus sistemas de gestão de energia (SGE). A organização precisa considerar as metas específicas de desempenho energético, enquanto identifica e estabelece o IDE e a LBE. A relação entre o desempenho energético, IDE, LBE e metas energéticas é ilustrada na Figura 1.

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Esta norma inclui quadros de ajuda desenvolvidos para fornecer ao usuário ideias, exemplos e estratégias para medição do desempenho energético utilizando o IDE e a LBE. Os conceitos e métodos nessa norma podem também ser utilizados por organizações que não possuem um SGE.

Por exemplo, o IDE e a LBE podem também ser utilizados em nível de instalação, sistema, processo ou equipamento, ou para a avaliação de ações individuais de melhoria de desempenho energético. O contínuo comprometimento e o engajamento da alta direção são essenciais para a efetiva implementação, manutenção e melhoria do SGE, de forma a alcançar os benefícios da melhoria do desempenho energético. A alta direção demonstra seu comprometimento por meio de ações de liderança e um envolvimento ativo no SGE, garantindo contínua alocação de recursos, incluindo pessoal, para implementar e manter o SGE ao longo do tempo.

Para medir e quantificar efetivamente seu desempenho energético, uma organização estabelece o IDE e a LBE. Os IDE são utilizados para quantificar o desempenho energético de toda a organização ou de suas diferentes partes. As LBE são referências quantitativas utilizadas para comparar valores do IDE ao longo do tempo e para quantificar alterações no desempenho energético.

Os resultados do desempenho energético podem ser expressos em unidades de consumo (por exemplo, GJ, kWh), consumo específico de energia (CEE) (por exemplo, kWh/unidade), potência de pico (por exemplo, kW), alteração percentual em eficiência ou proporções adimensionais etc. A relação geral entre o desempenho energético, o IDE, a LBE e metas energéticas é apresentada na Figura 1.

O desempenho energético pode ser afetado por uma série de variáveis relevantes e fatores estáticos. Eles podem estar relacionados às condições variáveis de negócio, como demanda de mercado, vendas e rentabilidade.

Uma visão geral sobre o processo de desenvolvimento, utilização e atualização dos IDE e LBE é ilustrada na Figura 2 e descrita em detalhes nas Seções 4.2 a 4.6. Este processo auxilia a organização a melhorar continuamente a medição do seu desempenho energético.

A quantificação do consumo de energia é essencial para a medição do desempenho energético e das melhorias do desempenho energético. Quando múltiplas formas de energia forem utilizadas, é útil converter todas as formas para uma unidade de medição de energia comum. Convém tomar cuidado para que a conversão seja feita de forma que represente a energia total consumida em uma organização apropriadamente, incluindo perdas em processos de conversão de energia.

A identificação dos usos da energia, como sistemas energéticos (por exemplo, ar comprimido, vapor, água fria etc.), processos e equipamentos, auxilia a categorização do consumo de energia e a focar o desempenho energético nos usos que são importantes para uma organização.  A eficiência energética é uma métrica frequentemente utilizada para se medir desempenho energético e pode ser utilizada como um IDE.

A eficiência energética pode ser expressa de diferentes maneiras, como saída de energia/entrada deenergia (eficiência de conversão); energia requerida/energia consumida (onde a energia requerida pode ser obtida a partir de um modelo teórico ou alguma outra relação); saída de produção/entradade energia (por exemplo, as toneladas de produção por unidade de energia consumida).

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Convém que os IDE forneçam informações relevantes sobre o desempenho energético para permitir que vários usuários dentro de uma organização compreendam o seu desempenho energético e adotem medidas para melhorá-lo. Os IDE podem ser aplicados em nível de instalação, sistema, processo ou equipamento para proporcionar vários níveis de foco. Convém que uma organização estabeleça uma meta energética e uma linha de base energética paracada IDE.

Dessa forma, convém que uma organização compare as alterações no desempenho energético entre o período de base e o período de reporte. A LBE é apenas utilizada para determinar os valores de IDE para o período de linha de base. O tipo de informação necessária para estabelecer uma linha de base energética é determinado pelo propósito específico do IDE.

As alterações no desempenho energético podem ser calculadas utilizando-se IDE e LBE para instalações, sistemas, processos ou equipamentos. A comparação do desempenho energético entre o período de base e o período de reporte envolve o cálculo da diferença entre o valor do IDE nos dois períodos.

A Figura 3 ilustra um caso simples em que a medição direta do consumo de energia é utilizada como IDE e o desempenho energético é comparado entre o período de base e o período de reporte. Nos casos em que a organização determinar que variáveis relevantes como clima, produção, horas de operação do edifício etc. afetam o desempenho energético, convém que o IDE e sua LBE correspondente sejam normalizados para que o desempenho energético seja comparado sob condições equivalentes.

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Revisão energética

A revisão energética fornece informações sobre desempenho energético úteis para o desenvolvimento dos IDE e LBE. O Anexo A ilustra a relação entre a revisão energética e as informações necessárias para se identificar o IDE e estabelecer a LBE. O estabelecimento de IDE apropriados e LBE correspondentes requer o acesso a dados organizacionais de energia disponíveis, análise dos dados e processamento da informação de energia.

O escopo e fronteira do SGE compreendem a área ou as atividades dentro das quais uma organização gerencia o desempenho energético. Para medir o desempenho energético, convém que sejam definidas as fronteiras de medição adequadas para cada IDE. Estas são chamadas de fronteiras do IDE e podem se sobrepor. Os usuários do IDE e suas necessidades precisam ser identificadas antes (ver 4.3.2), e então a fronteira do IDE correspondente é definida.

Ao se definir uma fronteira do IDE, convém considerar:  responsabilidades organizacionais relacionadas à gestão de energia; a facilidade de isolamento da fronteira do IDE medindo-se energia e variáveis relevantes; a fronteira do SGE; o uso significativo de energia (USE) ou grupos de USE que a organização designar como prioridade para controle e melhoria; e os equipamentos, processos e subprocessos específicos que a organização quiser isolar e gerenciar. Os três níveis primários da fronteira do IDE são: individual, sistema e organizacional, conforme descrito na Tabela 1.

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Uma vez que uma fronteira do IDE for definida, convém que a organização identifique o fluxo de energia através da fronteira. A organização pode utilizar um diagrama como aquele apresentado na Figura 4 para determinar a informação sobre energia necessária para estabelecer o IDE. Estes diagramas fence ou mapas de energia mostram visualmente o fluxo de energia dentro e através da fronteira do IDE.

Eles podem também incluir informações adicionais, como pontos de medição e fluxos de produtos, os quais são importantes para a análise energética e o estabelecimento de IDE. Convém que a organização meça o fluxo de energia dentro da fronteira do IDE, as alterações nos níveis do estoque de combustíveis e a quantidade de qualquer energia armazenada.

O IDE e a LBE para USE requerem fronteiras bem definidas para a quantificação dos fluxos de energia. Uma importante consideração para cada USE é a medição apropriada para medir o consumo de energia que atravessa a fronteira do USE, assim como a disponibilidade de dados sobre variáveis relevantes.

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De acordo com a necessidade da organização e seu SGE, convém que as variáveis relevantes que podem impactar o desempenho energético sejam definidas e quantificadas em cada fronteira de IDE. É importante isolar aquelas variáveis que são significantes em termos de desempenho energético daquelas variáveis que possuem pequena ou nenhuma influência.

A análise de dados é normalmente necessária para determinar a significância de variáveis relevantes. Algumas variáveis são mais relevantes para o consumo de energia que outras.

Por exemplo, quando o uso de energia por unidade de produção estiver sendo medido, a contagem do número de produtos finais pode fornecer um resultado errôneo se houver produção de saídas intermediárias e se estas saídas intermediárias forem desperdícios, valor agregado ou reciclados. Uma vez que variáveis relevantes tenham sido isoladas, técnicas de modelagem adicionais podem ser usadas para determinar a natureza precisa da relação.

Enfim, um sistema de gestão de energia auxilia as indústrias a otimizar o uso de energia sistematicamente, economicamente e ecologicamente. A gestão de energia ajuda a melhorar a eficiência energética de processos, equipamentos e dispositivos, além de reduzir os custos, o consumo de energia e as emissões de CO2, entre outras vantagens.

Além disso, permite a redução custos com energia e vida útil de equipamentos; a redução da emissão de gases de efeito estufa; uma política para o uso mais eficiente de energia envolvendo até a alta administração; a integração com sistemas de gestão existentes; metas para redução; rateio de custos setorizados e transparência dos consumos de energia por departamentos; e a melhoria contínua do perfil de uso da energia.

Silicone é essencial para geração de energia renovável

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Produto é utilizado pelas suas características selantes e adesivas

A capacidade de vedação e aderência do silicone é essencial para a geração de energia solar e eólica. Nos painéis solares, o silicone é usado para fixar o módulo gerador de energia ao painel que capta os raios do sol. Nas turbinas geradoras de energia eólica o material está presente também na forma de adesivo, unindo as hélices ao suporte.

Como o silicone também serve para preencher grandes espaços vazios, ele funciona ainda como vedante, melhorando a eficiência, durabilidade e desempenho de dispositivos de geração de energia em geral. “Por ser um material bastante resistente, o silicone conserva suas características selantes e fixadoras nas condições ambientais mais extremas e adversas, como  nas turbinas eólicas instaladas à beira mar e o desgaste propiciado à exposição prolongada ao longo dos anos ao calor do sol”, afirma Lucas Freire, coordenador da Comissão Setorial de Silicones da Abiquim (Associação Brasileira da Indústria Química).

A preferência pela utilização do silicone em equipamentos geradores de energia renovável se dá também devido a algumas de suas características particulares. Ele funciona, por exemplo, como um bom isolante elétrico, repele a água e é resistente a intempéries. Esse conjunto de características torna o silicone uma substância única, possibilitando uma grande variedade de uso.

Nas torres de distribuição e transmissão de energia elétrica, o silicone aparece na forma de isoladores, localizados entre a torre e o cabo de energia. “Ele é essencial para que a energia que está sendo transmitida não escape,  o que poderia causar até a morte das pessoas próximas a essas torres”, explica Freire.  Segundo o coordenador da Comissão de Silicones da Abiquim, outros materiais poderiam exercer essa função do silicone, mas, são mais pesados e têm durabilidade menor, além de serem mais suscetíveis a atos de vandalismo.

A área de energia é a principal consumidora do silicone em formato de elastômero – borrachas, que possuem capacidade de se deformar e rapidamente voltar ao seu estado inicial.  E a tendência é aumentar nos próximos anos o uso do silicone para fabricação de equipamentos de geração, transmissão e distribuição de energia.  “Conforme o governo investe em novas hidrelétricas, a demanda pelo produto deve continuar crescendo. Além disso, há espaço para investimentos maiores em energias alternativas”, afirma Freire.

A borracha de silicone

É uma especialidade dos elastômeros sintéticos que proporcionam um excelente balanço entre propriedades químicas, mecânicas e resistência a ampla gama de temperatura, características estas muito requeridas em diversas aplicações industriais e automotivas. Os primeiros desenvolvimentos que se tem notícia das borrachas de silicone remonta a década de 1940.

Apresentam singular performance em artefatos submetidos a altas e baixas temperaturas mantendo excepcional estabilidade, ainda oferece ótima flexibilidade, boa resistência química e a intempéries, excelentes propriedades de isolamento elétrico e superior força de vedação em anéis e retentores. Devido sua pureza e características químicas, oferece biocompatibilidade o que permite seu emprego em muitos artefatos médicos e farmacêuticos, alimentos, entre outros. Comparados com outros tipos de elastômeros orgânicos, apresentam grande facilidade de processamento o que resulta em alta produtividade e custo moderado, do artefato final.

Considerando-se a variedade de famílias e tipos de elastômeros especiais existentes à disposição das indústrias transformadoras, as borrachas de silicone reservam certa distinção, pois é originária de materiais inorgânicos, como a areia de praia. Basicamente sua estrutura química consiste de silício e oxigênio (Si – O), elementos que formam sua cadeia polimérica. Esta formação estrutural é que responde pelas propriedades de resistência a larga faixa de temperaturas, bem como as de resistir à oxidação e a degradação pelo ozônio. Basicamente, essas são as principais diferenças características das borrachas de silicone ou polisiloxanos) comparadas com os elastômeros hidrocarbônicos ou polímeros orgânicos.

Pela variação no tamanho da cadeia de sua formação, pode se manipular as características do material que podem variar desde uma consistência totalmente sólida até um líquido viscoso, quimicamente inertes, resistentes à decomposição pelo calor, água ou agentes oxidantes, além de serem bons isolantes elétricos. Por serem desprovidos de átomos de carbono em sua cadeia principal, esses polímeros não são considerados orgânicos, embora o sejam os radicais mais importantes ligados ao átomo de silício.

São eles o grupo metila (-CH3) nos metil-silicones e o fenila (-C6H5) nos fenil-silicones. Vários tipos de silicone são usados em óleos e lubrificantes, bem como na borracha de silicone. Ele é encontrado em diversos produtos comuns nas residências, como ceras para polimento, loções de bronzeamento e hidratantes, desodorantes, sabonetes, alimentos processados, revestimentos à prova d’água e chicletes.

Servem, ainda, como agentes de polimento, vedação e proteção. São também impermeabilizantes, lubrificantes e na medicina são empregados como material básico de próteses. Atualmente estima-se que os silicones são utilizados em mais de 5.000 produtos.

Suportando temperaturas que podem variar de -65ºC a 400 ºC, é usado em inúmeros segmentos industriais sem perder suas características de permeabilidade, elasticidade e brilho. Quando incinerado, não provoca reações químicas que possam gerar gases e poluir a atmosfera. Uma das características do silicone é sua longevidade e compatibilidade com os meios de aplicação. Por ser inerte, não traz malefícios para o meio ambiente, não contamina o solo, nem a água nem o ar.