GRID ZERO

1. Introdução
Atualmente o setor fotovoltaico vem tendo uma expansão significativa quando falamos de energias renováveis ou microgeração distribuída, crescimento este que se dá pelas diversas vantagens que o consumidor tem pelo fato de ter a sua geração própria.
O sistema fotovoltaico é dividido em dois tipos, on-grid e off-grid, sendo o primeiro caracterizado pelo inversor operar em paralelo com a rede de distribuição de energia elétrica, injetando nela qualquer excedente de energia para ser compensando em outra unidade consumidora. Já no sistema off-grid ou sistema fotovoltaico autônomo, não há conexão com a rede elétrica e então, possui como principal característica o armazenamento da energia excedente para ser consumida em períodos de baixa taxa de irradiação solar, por exemplo, em dias chuvosos ou a noite.
Mas, quando falamos do sistema on-grid, existem algumas eventuais particularidades e com isso surgem soluções no intuito de atender a unidade consumidora local, já considerando essas particularidades. Neste sentido, uma solução que vem ganhando espaço e questionamentos no setor fotovoltaico é o Zero Grid.
Portanto, o presente artigo irá apresentar as características a respeito do zero grid, enfatizando como ocorre o seu princípio de funcionamento, processo de homologação, algumas aplicações e as soluções propostas pela Amara NZero, visando uma melhor rentabilidade e solução para o público consumidor.
2. O que é o Zero Grid?
Muitas pessoas atribuem o zero grid como um sistema, porém ele não deve ser definido como um tipo de sistema específico, mas sim uma solução do sistema on-grid que visa o controle de exportação da energia para atender o consumo das cargas locais, sem ter nenhum tipo de injeção de excedente na rede da concessionária. Como citado acima, há situações em que não existe a possibilidade de se injetar na rede da concessionária ou o custo para se adequar a essa possibilidade é expressivo demais, inviabilizando o investimento, entre elas:
· Desenquadramento de grupo B (ou B optante) caso se instale um sistema maior que a potência regulamentada pela concessionária;
· Custos elevados com obras de rede/ampliação caso seja solicitado um aumento da demanda contratada naquela unidade consumidora;
· Clientes que desejam suprir parcialmente um consumo de energia interna e se encontram no mercado livre de energia, sem contrato pra injeção.
No entanto, a partir disto surge um questionamento: O que acontece quando o meu sistema fotovoltaico está com um potencial de geração excedente?
Em uma situação como esta teríamos uma energia excedente e se não houver um sistema de armazenamento (bateria), essa energia seria injetada na rede da concessionária, afim de gerar créditos para ser usado posteriormente ou enviado a outra unidade consumidora de mesmo titular. Por este motivo surge a necessidade de se realizar uma limitação de potência na saída dos inversores (um controle em malha fechada), para limitar a potência ativa injetada na rede elétrica, ou até mesmo limitar a zero e não permitir injeção de excedentes na rede elétrica.
Para compreender como funciona esta solução, observe o exemplo do gráfico de balanço energético de uma unidade consumidora com um sistema fotovoltaico apresentando o zero grid:
Figura 1 - Exemplo de gráfico de balanço energético de uma unidade consumidora utilizando o zero grid.
Fonte: iSolarCloud, 2023.
Denota-se que a curva “1” corresponde a produção do sistema fotovoltaico ou energia gerada durante o período de operação do sistema, destacando que tal produção não vai ser maior que o consumo, visto que não terá nenhum excedente a ser injetado na rede. A curva “2” corresponde ao consumo instantâneo da unidade consumidora, ou seja, a energia consumida instantaneamente pelas cargas locais. Por fim, a curva “3” é o consumo da unidade consumidora proveniente da rede elétrica, ou seja, o excedente de consumo que o sistema fotovoltaico não consegue produzir e com isto, a unidade “puxa” da rede elétrica esse valor, afim de suprir a falta ou o que o sistema fotovoltaico não consegue dar conta.
3. Composição do Zero Grid.
Um sistema fotovoltaico que visa utilizar o zero grid basicamente é constituído por um inversor fotovoltaico, medidor bidirecional de energia (Smart Meter), transformadores de corrente e um dispositivo de comunicação para o controle de exportação. Reforçando que os nossos fabricantes (Sungrow, Fronius e Solis) cada um possui uma solução específica.
Vejamos um exemplo nas Figura 2 e 3.
Figura 2 – Solução Zero Grid Sungrow.


Como podemos perceber o diagrama em questão apresenta o inversor, Smart Meter e o dispositivo de comunicação (denominado de Logger 1000B ou COM100E no caso da Sungrow, EPM no caso da Solis), sendo, o inversor controlado somente para atender a demanda/consumo das cargas locais e não injetar nenhum excedente a rede. O Smart Meter em conjunto com os TCs, realizam uma leitura das correntes no ponto de conexão entre o padrão de entrada e a unidade consumidora, e através destas leituras, elas são enviadas para o Logger1000 e esta para o inversor, pois, através destas informações, o logger controla a potência de saída dos inversores, afim de se auto ajustarem para atender o autoconsumo da unidade consumidora.
Figura 4 – Diagrama de Conexões.

Trazendo para um exemplo numérico, temos: o sistema fotovoltaico em questão está produzindo 500 kW e um autoconsumo da unidade consumidora é de 400 kW, logo, teríamos 100 kW de excedente para a rede da concessionária, porém, como o objetivo do zero grid é não mandar nenhum excedente para a rede, o Smart Meter vai enviar as informações para o inversor de quanto a unidade consumidora está consumindo instantaneamente e este inversor irá ajustar a sua potência de saída para operar nas condições de consumo local, ou seja, ele irá ajustar a sua potência de saída para trabalhar em condições de 400 kW, para a unidade consumidora, e não 500 kW “disponíveis”.
Fora o citado acima, outro tema ganhou destaque e questionamentos no setor fotovoltaico recentemente: as alegações de inversão do fluxo de potência na rede de distribuição de energia elétrica, que nada mais é do que um desequilíbrio entre a energia injetada na rede pelo sistema e a demanda das unidades consumidoras conectadas a essa mesma rede, isto é, a energia demandada pela rede conectada ao mesmo sistema já possui geração suficiente pra atendê-la e, mais um sistema fotovoltaico não haveria consumidores para receber essa energia, problema este que causam sobrecargas, desbalanceamento de tensões e interrupções no fornecimento de energia em casos mais críticos.
É importante deixar claro que essa situação tem sido revertida na maioria dos casos com abertura de reclamações junto a concessionária, pois a análise deles foi feita de forma rasa e desconforme exigido pelas resoluções e leis existentes. Porém, um ou outro caso isto pode realmente ocorrer e, com o aumento da geração FV sendo conectada, pode se tornar mais comum nos próximos anos.
Considerando um caso assim em que realmente não haja possibilidade de conexão, existem algumas soluções para interligação do sistema FV mesmo com essa limitação, sendo uma delas a redução da taxa de potência na rede. Para esta solução podemos atrelar a estratégia com o grid zero ou ainda limitação de potência, evitando qualquer desbalanceamento de injeção e consumo de energia entre a rede elétrica e a unidade consumidora, respectivamente.
Ainda, há aplicações em situações especificas de clientes que se encontram no mercado livre de energia e desejam suprir parcialmente um consumo interno instantâneo, sem entrar como um autoprodutor de energia ou comercializar o eventual excedente gerado, por exemplo, o que gera um retorno financeiro significativo justamente por ter uma redução dos encargos do ML, evita a energia da comercializadora e da concessionária, assim como redução nos impostoso, como ICMS/PIS/COFINS.
4. Preciso de projeto? Como faço para homologar junto à concessionária um sistema trabalhando com sistemas grid zero?
Quando falamos no zero grid, essa é sem sombra de dúvidas uma das perguntas mais frequente, porque muitos integradores acabam associando o zero grid com um sistema off-grid, porém são situações completamente diferentes, ou seja, o zero grid é uma solução dentro do sistema on-grid, e o inversor trabalhará em paralelo com a rede de distribuição de energia elétrica da concessionária, precisando especialmente de sua referência elétrica pra energização, ainda precisando obedecer à função de anti-ilhamento (conforme NBR 16149).
Portanto, a homologação do sistema fotovoltaico deve contemplar o controle de exportação, deixando explícito no memorial descritivo, diagramas e demais documentos pertinentes (a depender da sua concessionária local) que ocorrerá uma limitação de injeção de potência (ou ausência de injeção).
5. Conclusões
Como vimos o Zero Grid é uma excelente estratégia para os consumidores que contemplem projetos especiais, limitações em campo e uma das soluções para correção do “problema” de inversão do fluxo de potência (quando realmente isto for um problema sem distorções da concessionária, é claro) e, até mesmo em eventuais situações no mercado livre de energia, ou seja, o zero grid é um tipo de estratégia com boas possibilidades de aplicação dentro do setor fotovoltaico, o que dependerá muito da necessidade de cada cliente.
A AMARA NZERO oferece para os nossos clientes a solução zero grid em todos os nossos fabricantes de inversores, ou seja, Sungrow, Fronius e Solis deixando a critério de cada um com qual marca irá trabalhar de acordo com suas expectativas e experiências de mercado. Para cada solução temos um material específico, os quais vocês podem entrar em contato com a nossa equipe de suporte técnico solicitando por meio do contato 75 3273-7883.
6. Referências Bibliográficas
[1] https://www.isolarcloud.com/.
[2] Manual Fabricante Sungrow.