SANDIA Report - Capítulo 1

     O primeiro capítulo do relatório estudado tem como objetivo abordar o papel dos sistemas de armazenamento de energia no contexto das transformações que estão ocorrendo no setor energético, não deixando de levantar o histórico desses sistemas. Também faz parte desse capítulo detalhar os serviços e benefícios inerentes às tecnologias de armazenamento.
     Quando é revisado o histórico da difusão desse tipo de tecnologia, no passado as instalações de armazenamento eram utilizadas para suprir demandas adversas e realizar manobras para arbitrar preços e gerir oferta e procura no setor de energia. Nessa época, esse tipo de estratégia impulsionou a construção de centrais de armazenamento baseadas em hidro bombeamento. Já nos final dos anos 80's foram identificados outras aplicações e serviços com o avançar das tecnologias.

      O relatório enumera as diversos tipos de serviços e aplicações, são eles:

1. Bulk Energy Services (Serviço em Grande Escala);
2. Ancillary Services (Serviços Auxiliares);
3. Transmition Infrastructure Services (Serviços da Infraestrutura de Transmissão); 
4. Distribution Infrastructure Services (Serviços da Infraestrutura de Distribuição);
5. Costumer Energy Management Services (Serviços de Gerenciamento do Consumidor).

     Nos serviços em grande escala, temos "Electric Energy Time-Shift', que consiste em armazenar energia quando o preço está em baixa e utilizar esta energia no momento de alta, ou até mesmo vender. Essa estratégia também tem funcionalidade para geração de renováveis com características intermitentes, realizando armazenamento no excesso de produção e utilizando essa energia na falta de geração. Outro serviço é "Electric Supply Capacity", que provém energia nos momentos de pico de consumo quando existe uma limitação da capacidade de geração central o também por uma questão de mercado.

     Para os serviços auxiliares, é citado o serviço de "Regulation", esse tem como objetivo manter a frequência da rede estável e garantir boa performance de controle para distúrbios e controle no equilíbrio de energia, de acordo com os padrões. Também está nessa categoria o serviço "Spinning,Non-Spinning and Suplemental Reserves", se trata de uma capacidade reserva de energia para suprir quando uma parte dos recursos de alimentação normal estão inacessíveis.
      Ainda na linha de serviços auxiliares se enquadra o "Voltage Suport", esse serviço é essencial para gerar energia reativa (VAR), com a finalidade de deslocar a reatância da rede elétrica. Outro serviço é o "Black Start", os sistemas de armazenamento podem fornecer uma reserva de energia  que pode ser utilizada para energizar linhas de transmissão e distribuição para auxiliar em trazer estações ao funcionamento depois de falha catastrófica.

   Nos serviços da infraestrutura de transmissão, o "Transmition Upgrade Deferral" permite um adiamento das atualizações e investimentos nas linhas de transmissão por meio da implantação de sistemas de armazenamento para acompanhar mudanças de cargas de uma determinada região. Já o "Transmition Congestion Relief"  tem direcionamento evitar congestionamento relacionado a taxas e custos de transmissão, a energia é armazenada quando não ocorre congestionamento e realiza descarga durante períodos com pico de demanda. Outros usos estão ligados a modularização e aumento da capacidade de carga na transmissão.

     Na categoria de serviços da infraestrutura de distribuição, os sistemas de armazenamento podem garantir, assim como na transmissão, uma janela no período de atualização dos equipamentos, como transformadores, e também agregar no suporte de tensão dos sistemas de distribuição.

      No contexto da geração distribuída e nos avanços dentro das redes elétricas, os serviços de gerenciamento de energia do consumidor passam a ganhar destaque, alcançando um certo protagonismo no cenário. A lista abaixo enumera esses serviços e também traz conhecimento descrito no relatório:

• Power Quality: O serviço de qualidade de energia elétrica envolve o uso de armazenamento para proteger as cargas do cliente no local a jusante (do armazenamento) contra eventos de curta duração que afetam a qualidade da energia fornecida. São esses eventos: variações na magnitude de tensão; variações na frequência primaria; fator de potência baixo; harmônicos e interrupções no serviço.
• Power Reliability: Um sistema de armazenamento pode efetivamente suportar as cargas do cliente quando houver uma perda total de energia de uma fonte utilitária.
• Retail Energy Time-Shift: Envolve armazenamento usado por usuários finais de energia para reduzir seus custos gerais de eletricidade. Os clientes realizam o armazenamento fora do horário de pico, em períodos que o preço do varejo de energia elétrica é baixo, então descarrega a energia durante os períodos em que aplicam-se os preços do horário de pico.
• Demand Charge Management: O armazenamento de eletricidade pode ser usado pelos consumidores para reduzir seus custos gerais, reduzindo sua demanda durante os períodos de pico especificados pela agência.

      A tabela a seguir resume todas as considerações técnicas inerentes aos serviços.

Service	Storage System Size Range	Target Discharge Duration Range	Minimum Cycles/Year
Electric Energy Time-Shift	1 - 500 MW	< 1 hora	250 +
Electric Supply Capacity	1 - 500 MW	2 - 6 horas	5 - 100
Regulation	10 - 40 MW	15 - 60 min	250 - 10000
Reserves	10 - 100 MW	15 - 60 min	20 - 50
Voltage Support	1 - 10 MVAR	not	not
Black Start	5 - 50 MW	15 - 60 min	10 - 20
TUD	10 - 100 MW	2 - 8 horas	10 - 50
TGR	1 - 100 MW	1 - 4 horas	50 - 100
DIS	0,5 - 10 MW	1 - 4 horas	50 - 100
Power Quality	0,1 - 10 MW	10 sec - 15 min	10 - 200
Retail Energy Time-Shift	1kW - 1 MW	1 - 6 horas	50 - 250
Demand Charge Management	50kW - 10 MW	1 - 4 horas	50 - 500