O projeto híbrido Off-Grid na Ilha do Japão, é um dos cases de sucesso realizado pela Ideatek, onde atuamos desde o escopo inicial do projeto, passando pelo dimensionamento, importação, instalação e até o comissionamento dos equipamentos da SMA.
Trata-se de uma ilha privada, que conta com uma pousada de luxo, localizada na costa da cidade de Angra dos Reis – RJ, a 7 Km da margem da cidade, dispondo de 2,5 hectares e com acomodação para até 12 pessoas.
Antes da solução implementada pela Ideatek, todo o consumo de energia da ilha era baseado em um grupo de geradores a Diesel.
Com isso, a ilha operava com racionamento de energia, em dias nos quais a pousada não estivesse ocupada, e desta forma, o grupo gerador não era ligado constantemente.
A premissa do projeto era justamente implementar um sistema fotovoltaico, a fim de que a ilha fosse alimentada prioritariamente pela energia solar durante o dia e o excedente, armazenado diretamente em baterias de lítio, visando reduzir a um mínimo o consumo de Diesel, sendo este usado apenas como backup, ou em picos de consumo.
A Parte Técnica
Assim como o Projeto Quirinópolis, este sistema é híbrido e Off-Grid, ou seja, desconectado do Sistema Interligado Nacional (SIN) e por tal razão, o consumo anterior ao sistema híbrido era todo alimentado por Diesel.
O projeto foi instalado com 12 inversores de bateria da SMA Sunny Island 8.0H-13, com capacidade nominal de 6.0 kW em operação constante, ou 8.0 kW em picos de até 30 minutos, um inversor fotovoltaico SMA Sunny Tripower STP50-40 (CORE1) de 50 kW, um gerenciador de dados Data Manager M e uma MultiCluster Box 12.3, que é o quadro onde todos os aparelhos fazem o acoplamento em Corrente Alternada (CA), além de possuir todos os disjuntores de proteção e comutação do sistema.
111 painéis fotovoltaicos, com potência total de 47.040 Wp, foram instalados pela equipe Ideatek, em um espaço disponível no solo, que atrai os olhares curiosos dos viajantes de helicóptero que sobrevoam a área.
Para as baterias, foram instaladas 28 de lítio da UZ Power Lite Series 5,12 kWh, totalizando 143,36 kWh.
Dessa forma, o projeto ficou estruturado de forma que todo o consumo energético da ilha é prioritariamente atendido pela energia do sistema fotovoltaico.
Caso haja excedente de energia fotovoltaica gerada, este é usado para carregar as baterias. Uma vez que as baterias estejam 100% carregadas, o sistema é limitado para só gerar a energia necessária para alimentar o consumo, algo similar ao “Zero Grid”.
Em momentos de baixa ou nenhuma geração, como noites, dias nublados e afins, a energia será disponibilizada pelo banco de baterias, que através dos inversores Sunny Island, é capaz de operar na função de formador de rede, permitindo que o grupo gerador, apenas seja acionado quando não houver geração solar suficiente e as baterias estiverem descarregadas, o que hoje ocorre cerca de 1x ao mês, dependo da ocupação na pousada.
O gráfico acima mostra um dia comum de operação da ilha, em que a carga das baterias é lentamente descarregada (em pontilhado), providenciando energia para o consumo (laranja claro) até por volta de 07:00, momento em que o solar começa sua geração (laranja escuro), alimenta as cargas (em verde) e passa a carregar as baterias.
Por volta de 14:00, as baterias chegam a 100% de sua capacidade, com isso, a geração solar é limitada a um valor similar ao do consumo, até que por volta de 17:00, o solar reduz sua potência e o consumo passa novamente a ser alimentado pelas baterias.
Os Sunny Island são divididos em grupos de três inversores, chamados de clusters, para que formem uma rede trifásica. Este é mais um diferencial do aparelho, capaz de defasar as tensões para formar a rede elétrica trifásica necessária.
Neste projeto, foram instalados quatro clusters, sendo que cada um possui um Sunny Island principal (chamado de Master) e entre os 12 aparelhos, o Sunny Island Master do primeiro cluster, fica como principal aparelho no controle do sistema, sendo o “cérebro do sistema”.
Este Sunny Island Master principal, irá coletar as informações dos demais inversores e dar os comandos de comutação necessários para a Multiclsuter Box, em alguns microssegundos.
O modelo de MultiCluster Box usado neste projeto, possui capacidade para conexão de até 12 inversores Sunny Island, além das conexões com o inversor fotovoltaico, o grupo gerador, as cargas do cliente e uma variação com conexão para rede da concessionária, que não foi utilizada neste caso.
O inversor fotovoltaico Sunny Tripower CORE1 é encarregado de transformar a energia captada pelos módulos em Corrente Contínua (CC) para Corrente Alternada (CA), injetando a corrente em uma rede estabelecida pelos inversores de baterias.
E por fim, o Data Manager M é o equipamento de comunicação e controle de dados, gerenciando os dados obtidos por cada inversor e enviando para a plataforma de monitoramento online ennexOS, que possibilita a leitura de todas as grandezas elétricas como tensão, corrente, frequência, etc., além da alteração de configurações e parâmetros dos equipamentos de forma remota.
Antes e Depois da Implementação do Projeto
É importante contextualizar a situação da Ilha do Japão antes da implementação do sistema fotovoltaico em 2022.
Antes
O projeto iniciou em março de 2021, onde até então, a ilha dependia exclusivamente de geradores a diesel, que eram responsáveis por 100% da energia consumida e acarretavam desafios significativos.
Esses geradores, compostos por duas unidades instaladas, exigiam manutenção constante e resultavam em custos crescentes devido ao uso de combustíveis fósseis.
Além disso, havia a logística do combustível até a instalação, que como foi dito, a ilha está a 7 Km da cidade de Angra dos Reis. Dessa forma, o transporte desse era por barco.
A expectativa, portanto, era reduzir este tipo de problema e promover uma mudança sustentável na matriz energética da ilha com a energia solar.
Depois
O término do projeto ocorreu em abril de 2022. Em pouco mais de um ano de trabalho, nossa equipe realizou o dimensionamento, projeto, instalação, configuração, comissionamento, a importação de materiais, além de análises após o comissionamento, a fim de garantir o bom funcionamento do sistema.
A equipe Ideatek também é responsável pelo pós-vendas da SMA em todo o território nacional e atende a este e outros projetos no escopo da garantia do fabricante.
Como benefício, a pousada passou a utilizar o gerador a diesel apenas como backup, quando necessário e agora conta com energia disponível 24 horas por dia.
Por ser um sistema Off-Grid, o excedente é injetado nas baterias e utilizado nos períodos de baixa ou nenhuma irradiação solar. Dessa forma, os geradores a diesel são abastecidos aproximadamente uma vez por mês.
O barulho dos dois geradores também gerava poluição sonora. Após alguns meses do comissionamento do projeto, foi notável o retorno de espécies de aves nativas à região.
Além da clara redução no consumo de Diesel, nas questões ambientais e redução de poluição sonora, o “visual renovável” da ilha, atrai a atenção de eventuais voos de helicóptero pela região da pousada de luxo e compõe um excelente caso do portfólio de soluções da Ideatek.
