As restrições ambientais protegem os sistemas hidrológicos em que as centrais operam. Embora estes regulamentos não estejam diretamente ligados aos sistemas energéticos, podem ter um grande impacto no funcionamento diário da sua central, bem como na flexibilidade da produção de energia.
Ao longo dos últimos sete anos, a nossa equipa tem presenciado todo o tipo de restrições. Temos ajudado dezenas de centrais a tornarem-se totalmente conformes e transparentes. Neste artigo, analisamos as principais restrições ambientais à produção de energia hidroelétrica e mostramos-lhe como o HYDROGRID Insight está a melhorar a flexibilidade, respeitando ao mesmo tempo estas restrições.
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1. Restrições à descarga de água a jusante
Restrições de caudal
Os requisitos de caudal são impostos pela necessidade de manter caudais ótimos dentro de um sistema fluvial e para permitir que a vida aquática prospere ou impedir que a interligação do sistema de água congele. Frequentemente referido como “environmental flow”, este requisito é mais abordado através de acordos de licenciamento. Estes acordos especificam os caudais mínimos que devem ser sempre mantidos, independentemente de existirem outras utilizações concorrentes para a água ou fatores económicos.
O HYDROGRID Insight gera planos de produção previsional obedecendo a restrições que foram impostas às turbinas e portões no fluxo de água a jusante. Os nossos parceiros, tais como Aventron (Boge II) ou Hanneseth (Kvina), são obrigados a manter uma geração mínima em todos os momentos. Utilizando o HYDROGRID Insight, são configurados por eles os limites mínimos e máximos de descarga, através do nosso painel de instrumentação de fácil utilização, estabelecendo restrições necessárias. O fluxo de saída muda de hora em hora de acordo com o fluxo de entrada o que permite que as instalações funcionem dentro das suas complexas restrições de variação de descarga.
Apenas quando todos os requisitos ambientais e regulamentares forem cumpridos, o HYDROGRID Insight dará prioridade ao fluxo ambiental através de uma turbina em vez de um portão, para uma maior flexibilidade de produção. Para Clemenskraft (Norlandselva), as restrições múltiplas não permitiam isso. A solução ideal para eles foi a utilização de uma porta de fluxo ecológica, que foi contabilizada dentro do planeamento previsional do ‘Insight’.
Restrições de acelaração e desacelaração da turbina
Uma vez assegurado o caudal mínimo, são considerados os efeitos de acelaração e desacelaração da turbina nas infraestruturas e habitats a jusante. Ao impor limites às taxas de variação das descargas, a produção de energia pode ser gradualmente aumentada e reduzida. Isto limita as flutuações bruscas do nível da água e a formação de correntes.
Muitos gestores de activos hidroeléctricos, na nossa carteira, deparam-se com restrições de acelaração e desaceleração e trabalham connosco na integração destas restrições no planeamento diário, a médio e longo prazo. Exemplos disso são Clemenskraft (Nørlandselva), devido à população de peixes requere-se uma cuidada mudança nos niveis da água, ou Fosenkraft (Teksdal), para a qual a época anual de pesca recreativa implica considerações adicionais de gestão do nível da água. Ao contabilizar estas restrições, dentro do seu algoritmo de otimização, o HYDROGRID Insight maximiza a utilização da flexibilidade e do lucro.
Obrigação de proteção da fauna local e de actividades recreativas
As barragens criam reservatórios artificiais que afetam a migração de peixes e os habitats de outros animais selvagens. Muitas vezes, o planeamento da produção deverá ter em conta os padrões migratórios das espécies locais e assegurar a sua passagem segura através do sistema hidrológico, bem como o impacto ambiental.
Noutros casos, as restrições de descarga de água podem ser impostas pelo risco de infraestruturas a jusante, tais como pontes ou margens do rio. A ponte a jusante do reservatório de Skarstemmevatn de Dalane (Haukland), por exemplo, está protegida de danos estruturais por uma restrição árdua que foi integrada no planeamento da produção da central hidroelétrica.
2. Restrições do nível do reservatório
As restrições do nível do reservatório são também utilizadas para preservar habitats e facilitar a utilização recreativa. A quantidade de água que pode ser mantida num reservatório pode ser limitada por certos regulamentos (ou fatores sociais) que podem mudar ao longo do ano.
Aventron (Boge ll) experimenta ao longo do ano flutuações desafiantes, regulamentares e ao nível de reservatório. Para aumentar a flexibilidade da central, dentro das referidas restrições ambientais, foi efectuda uma cuidadosa gestão da água durante todo o ano com a ajuda do HYDROGRID Insight. Uma vez que as restrições de nível foram integradas na nossa ferramenta, a otimização da produção hidroelétrica pôde então adaptar-se às mesmas.
Para uma central de 5 MW na Finlândia, a sua cascata tornou a produção de energia uma fonte de maior flexibilidade. A otimização em cascata permite que os recursos de produção no mesmo sistema de água interligado se coordenem para atingir objectivos distintos. Ao dar prioridade ao despacho em função do preço na central eléctrica a montante e ao utilizar a sua central a jusante para regular o nível da água de forma previsível, todas as concessões foram respeitadas e ao mesmo tempo aumentaram o lucro.
3. Controlo de cheias ou secas
As barragens hidroelétricas são utilizadas para controlar os níveis de água nos rios e reservatórios, o que pode ter importantes benefícios para o controlo de cheias ou irrigação durante as secas. Eis como o HYDROGRID Insight aconselhou os nossos clientes relativamente ao risco de seca em 2023, e risco de inundações em Dezembro de 2022:
*Portões de vertedouro visuais Nordlandsvantn – derrame contido dentro da cascata: seguindo a água à medida que esta se desloca através dos sistemas hidrológicos.*
*Seca virtual Norlandselva – armazenamento de água para períodos com preços mais elevados. O sistema previu um período de secas e pré-armazenou água antes do evento. 14 Jan 2023 – 23 Jan 2023*
Gestão integrada das restrições para uma maior flexibilidade
Tal como a sua central elétrica, a nossa ferramenta não se limita à gestão de restrições ambientais. Compreendemos que qualquer instalação é simultaneamente parte de dois sistemas interligados e dinâmicos: um sistema de energia e um sistema de água. Deve sempre ter em conta as restrições, com recursos operacionais limitados. O HYDROGRID Insight utiliza uma abordagem integrada ao planeamento preditivo, trazendo todas as variáveis sob uma única ferramenta.
Nos últimos 20 anos, tecnologias de geração variável, tais como a eólica e a solar fotovoltaica (PV), tornaram-se contribuintes significativos para a rede elétrica. Neste contexto, a energia hidroelétrica continua a ser a opção mais eficiente de armazenamento de energia renovável e uma ajuda sustentável a uma rede sobrecarregada. O HYDROGRID Insight foi concebido para maximizar esta vantagem de flexibilidade num mercado de energia em mudança e realçar a sua relevância para um futuro da energia limpa.
