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MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 1 CAPÍTULO 1 Breve Caracterização da Indústria Eléctrica Mestrado em Engenharia Electrotécnica.

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1 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 1 CAPÍTULO 1 Breve Caracterização da Indústria Eléctrica Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

2 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 2 Reestruturação da Indústria Eléctrica Generalidades Indústria está a sofrer profunda reestruturação A antiga empresa verticalmente integrada, com todas as funções de um Sistema de Energia Eléctrica (SEE), está a ser dividida em companhias separadas, cada uma vocacionada para sua função (Produção, Transporte, Distribuição e Comercialização)

3 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 3 Caracterização geral da Indústria Eléctrica A electricidade, forma de energia muito versátil, pode ser: –produzida por uma variedade de métodos –transportada de forma eficiente e segura –facilmente transformada em luz, calor, potência mecânica, actividade electrónica Mais de 80% da população mundial tem acesso ao uso diário da electricidade

4 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 4 As Funções dos Sistemas de Energia Eléctrica As quatro funções envolvidas no SEE (área de negócio da energia eléctrica): –Produção –Transporte –Distribuição –Comercialização

5 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 5 Indústria Regulamentada A indústria regulamentada tinha, em certos casos, um monopólio local - em cada área havia apenas uma companhia (produzia, transportava, distribuía e vendia electricidade e serviços) Nos anos 80, começaram a ser adoptadas nalguns países novas regras nas indústrias eléctricas, de modo a introduzir competição

6 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 6 Desregulamentação Competição Reestruturação Privatização Acesso livre às redes

7 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 7 Caracterização das Empresas Eléctricas As empresas podem ser classificadas de duas maneiras: –pela parte do sistema eléctrico que gerem (produção, transporte, distribuição e comercialização) –Pelo seu proprietário: privadas, públicas, cooperativas, municipais

8 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 8 Empresa tradicionalmente integrada

9 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 9 Características da Indústria tradicional Garantia de monopólio local pelo Estado –direitos exclusivos para produzir e vender EE –obrigação de fornecer energia a todos os consumidores que quisessem energia. –Sujeitos a regulamentação e supervisão (fiscalização) das suas operações e facturação. Algumas das operadoras do sector eléctrico executavam todas as 4 funções; outras apenas uma ou duas.

10 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 10 O Sistema de Energia Eléctrica (SEE)

11 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 11 Classificação das empresas pela sua função Empresa verticalmente integrada Empresa de produção e transporte Companhias de distribuição local Produtores independentes Auto - produtores

12 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 12 Organização da empresa eléctrica Divisão de produção Divisão de T&D Divisão de operação (condução) –operações do sistema (despacho) –operações de distribuição Divisão de facturação, marketing e serviços Divisão de serviços administrativos e recursos humanos

13 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 13 Regimes de propriedade Empresas privadas: anónimas, por quotas Empresas municipais Cooperativas Empresas nacionais Empresas públicas

14 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 14 Estrutura do sector eléctrico com a desregulamentação O princípio da desregulamentação consiste em eliminar o monopólio ao nível da produção e comercialização, encorajando a competição: –Competição na produção –Competição na comercialização (venda de energia e serviços) –Monopólio nas redes de transporte e distribuição.

15 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 15 Estrutura do sector eléctrico com a desregulamentação

16 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 16 Desagregação dos SEE Como resultado da liberalização, os principais tipos de empresas no sector eléctrico são: –Empresas de produção –Empresas de transporte –Empresas de distribuição –Empresas de venda de energia e serviços –Operadores independentes –Bolsas de energia

17 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 17 CAPÍTULO 2 Evolução Histórica da Indústria Eléctrica Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

18 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 18 Barreiras ao uso de electricidade nos primeiros tempos ( ) Os edifícios (domésticos, comerciais ou industriais) não tinham meios para usar a electricidade. Não havia aparelhos eléctricos disponíveis. As pessoas faziam muitas coisas manualmente, hoje feitas por equipamentos eléctricos. Poucas pessoas entendiam a electricidade, nem tão pouco nela confiavam

19 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 19 Vantagens que apresentava a electricidade Era e é: –limpa –sem cheiros –versátil –fácil de controlar rápido crescimento da procura

20 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 20 Crescimento do sector eléctrico em três aspectos interligados O uso da electricidade A tecnologia O negócio

21 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 21 Inicialmente, uso exclusivo da electricidade para a iluminação Lâmpada incandescente. Patente: Edison, 27 Jan 1880 As primeiras companhias vendiam, não electricidade, mas iluminação: –Produzia uma luz brilhante e firme –Não consumia combustível –Não tinha chama –Não produzia odores nem fumos –Não apresentava perigo de incêndio Actualmente a iluminação ainda representa cerca de 20% a 30%

22 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 22 Outros usos da electricidade Força motriz na indústria (motores) Caminho de ferro (comboios) Transportes públicos (eléctricos) Pequenos motores (residências e comércio) –ventoinhas, máquinas de costura, frigoríficos, máquinas de lavar Produção de calor –torradeiras, ferro de engomar, aquecimento água, aquecimento ambiente

23 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 23 Importância crescente da Electricidade Usos exclusivos da electricidade: –Rádio (Anos 30) –Televisão –Microondas –Ar condicionado –Computadores. No final dos anos 30, a electricidade era já vista por muitos como um bem básico, tal como a água ou o saneamento.

24 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 24 Crescimento em diversidade das aplicações de electricidade

25 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 25 Custo do uso da electricidade diminui ao longo do tempo Nos USA passou de $1,00/kWh para $0,10/kWh

26 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 26 Até ao século XIX, a electricidade era simples curiosidade Três invenções mudaram a situação: Gerador de energia (dínamo) Lâmpada eléctrica Transformador –Permite transportar potência para grandes distância (maiores tensões, logo menores correntes) –Requerem corrente alternada

27 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 27 Evolução tecnológica dos sistemas de energia Antes dos finais do século XIX, electricidade era simples curiosidade científica C.c. vs c.a. Geradores mais eficientes redução dos custos de produção Tensões mais altas e equipamento mais eficiente Sistemas de energia mais extensos (interligações) Conservação e eficiência energética Produção distribuída (células combustíveis, micro-turbinas) Automação e electrónica de potência

28 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 28 Evolução da Indústria Eléctrica Na Europa e nos Estados Unidos, o negócio da electricidade estava ligado ao fabrico de equipamentos e ao fornecimento de EE. As companhias eléctricas estavam interessadas apenas em grandes margens de lucro (áreas densamente povoadas) Regulamentação (direitos e deveres; garantia de um nível mínimo de lucro). Intervenção estatal. Expansão da indústria eléctrica (Empresas pública e municipais) Electrificação rural.

29 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 29 Evolução da Indústria Eléctrica Electrificação rural (negócio não lucrativo, mas reduzia a migração para a cidades) Fusão (preparação para liberalização e século XXI) Liberalização (Desregulamentação) Downsizing (diminuir pessoal e despesas de capital ) > reduzir custos (fixos) e aumentar a competitividade.

30 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 30 CAPÍTULO 3 Utilização da Energia Eléctrica Flexibilidade da EE Aplicações básicas da EE EE um meio para atingir os usos finais Perspectiva do operador no uso da EE Conservação, eficiência e Gestão do Lado da Procura (DSM) (Cap.4 Understanding Electric Utilities and De-regulation)

31 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 31 A flexibilidade da EE As grandes vantagens da electricidade: –Ser flexível –Ser fácil de controlar –Ser silenciosa –Ser limpa –Usar equipamentos compactos (motor eléctrico de 10 CV versus motor de combustão de potência idêntica)

32 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 32 A flexibilidade da EE Fácil e eficientemente convertível numa grande variedade de aplicações: –Iluminação –Calor –Frio –Força motriz –Equipamento electrónico Pode alimentar dispositivos desde 2 W (lâmpada de presença) a 10 MW (motor industrial)

33 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 33 EE versus outras fontes Outras fontes têm vantagens sobre a electricidade em algumas aplicações específicas Gás natural –mais vantajosa em aquecimento de água, fornos, calor em quantidades razoáveis Gasolina e gásoleo –facilmente transportável e armazenável - transportes rodoviários Carvão –para grandes quantidades de calor Nuclear –para muito grandes quantidade de calor, em geral na produção de electricidade

34 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 34 Gamas de necessidades e capacidades das diversas fontes

35 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 35 Quatro aplicações básicas Iluminação (99,999% eléctrica) Calor –todas as aplicações produzem calor (muitas vezes não desejado) –elementos resistivos (produzem calor com a passagem da corrente eléctrica) –bombas de calor (movem calor) Movimento (força motriz) –motores eléctricos –solenóides Circuitos electrónicos (EE sem alternativa)

36 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 36 Seis tipos de carga eléctrica (potência à volta de 1.5 kW)

37 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 37 EE um meio para atingir usos finais Equipamentos convertem EE em usos finais Carga eléctrica (eficiência: razão entre o produto final e carga) Quotas de mercado Quotas de uso dos equipamentos eléctricos Uso diário (diagrama de carga) Ponta e energia (duas grandezas geralmente presentes na factura) Qualidade de energia

38 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 38 Quotas de mercado da energia eléctrica e dos equipamentos eléctricos

39 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 39 Diagramas de carga

40 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 40 Qualidade de energia Quantidade e qualidade são ambos aspectos importantes num serviço de energia considerado satisfatório Disponibilidade e interrupções de serviço –Frequência média de interrupções por cliente –Duração média das interrupções num cliente Variações da tensão (transitórios) –Cortes momentâneos –Abaixamentos de tensão –Sobretensões Valor da qualidade –custo da interrupção maior que custo da energia não fornecida; –diferente de consumidor para consumidor Harmónicos

41 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 41 Tolerância do desvio da tensão Curva CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association)

42 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 42 Perspectiva da empresa de electricidade (operador) no uso da EE Caracterização de consumos A procura de electricidade varia com a hora do dia, com o dia da semana, com a estação do ano Classes de consumidores –Rural –Industrial –Comercial –Residencial Categorias de usos finais Distribuição espacial da procura Conhecimento dos consumidores

43 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 43 Diagramas típicos por classes de consumidores

44 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 44 Análise da contribuição para a ponta de uma empresa eléctrica do Sul dos Estados Unidos

45 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 45 Conservação, Eficiência e Gestão do Lado da Procura Demand Side Management(DSM) Há muitos exemplos de eficiência energética, conservação e controlo de energia, que, do ponto de vista económico, são vantajosos seja para o consumidor seja para a empresa eléctrica. Podem ser considerados como recursos do lado do consumidor (recursos distribuídos). As medidas de Gestão do Lado da Procura (DSM) procuram alcançar um justo equilíbrio entre os recursos do lado da procura e do da oferta, tendo em conta os custos da energia. Esse equilíbrio nem sempre é fácil de determinar.

46 MEEC - Oganização e Gestão em Sistemas de Energia Eléctrica 46 Gestão do Lado da Procura DSM - Demand-Side Management As grandes categorias da Gestão do Lado da Procura –Conservação –Eficiência energética Edifícios eficientes Equipamento eficientes Controlo de Carga Automação A Gestão do Lado da Procura (DSM), no período pós- liberalização,evoluirá no sentido de incluir medidas tanto para aumentar a economia de energia como a melhoria da sua qualidade. Far-se-á de modo adaptado às necessidades do consumidor individual, na base de serviços de valor acrescentado, a ser oferecido pela companhia fornecedora como meio de cativar clientes.


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