A nova abordagem da cobrança da energia reativa e o limite do fator de potência

Ed. 56 – Setembro de 2010

Por José Starosta

Aconteceu no mês de agosto na Universidade Federal de Uberlândia, por iniciativa da Sociedade Brasileira da Qualidade da Energia Elétrica (SBQEE), um workshop para discussão do fator de potência de referência no Brasil. As apresentações feitas pelos diversos representantes da sociedade civil e por órgãos de administração pública, além da própria SBQEE, abordaram um panorama bem interessante sobre o assunto (as apresentações estão disponíveis no site www.sbqee.com.br/workshop).

Foram tratados os aspectos técnicos e legais, uma vez que o tema está relacionado a custos diretos nas contas de energia elétrica dos consumidores de todas as categorias. Com a redução dos custos de medidores eletrônicos, em breve, uma grande parcela dos consumidores brasileiros, incluindo os consumidores residenciais, estarão pagando por mais esta rubrica em suas faturas de energia elétrica.

Alguns pontos de interesse sobre o assunto são:

Modelo de cobrança

O atual modelo de cobrança previsto pela Resolução Aneel 456/2000 (cuja revisão foi publicada recentemente) considera, em linhas gerais, a medição de um fator de potência a cada intervalo de uma hora, sendo este valor medido comparado a um valor de referência, atualmente fixado em 92%, exceto em período reservado. O modelo atual, que trata da cobrança do excedente de energia reativa, considera a energia consumida a cada intervalo de uma hora, caso a demanda média neste intervalo apresente fator de potência com valores menores que os 92% de referência. Na sequência, se aplica um sobrefaturamento proporcional à relação do fator de potência de referência e o medido, com formulação matemática expressa na própria resolução. Apesar de o modelo possuir um grau de inteligência bem interessante, ele recebe críticas pelo seu grau de sofisticação e complexidade. Uma contribuição interessante foi a discussão sobre a possibilidade de se premiar as instalações que apresentassem valores que superem as expectativas com algum desconto na tarifa e na conta.

Valor do fator de potência de referência

Se incrementado, o valor atual de 92% trará consigo diversas vantagens operacionais, tanto para o sistema de transmissão e distribuição como para as próprias instalações, com considerável liberação da capacidade do sistema nacional e consequente redução de investimentos e perdas. Valores entre 2.200 MVA a 5.200 MVA poderão ser liberados do sistema elétrico nacional caso o valor do fator de potencia de referência seja modificado para o intervalo entre 95% e 100%. A tabela a seguir apresenta valores de referência em alguns países:

Valores de fator de potência de referência em alguns países

* Critério de desconto e penalização

Fonte: Abinee

Definição do fator de potência

A definição de fator de potência na resolução da Aneel e no módulo 8 do Prodist considera a clássica relação matemática definida pelo “triângulo das potências” sem levar em conta a participação das componentes harmônicas. Existem várias formulações de potência publicadas na literatura mundial, sem nenhum consenso sobre qual delas seria a mais adequada para os sistemas elétricos. Apesar disso, na maioria das vezes, talvez por sua simplicidade, a formulação de Budeanu (ou do tetraedro de potências), conforme ilustrado na Figura 1, seja a mais utilizada no setor elétrico. Neste modelo, devido à presença das componentes harmônicas, o incremento da corrente elétrica é expresso pelo incremento da potência aparente. A chamada potência de distorção (“H”) fecha o tetraedro e expressa, de certa forma, o grau de distorção harmônica da rede.

A questão, portanto, está em se medir o fator de potência como o cos ? ou cos ?1, uma vez que é o primeiro que representa o fator de potência real; relação das potências ativa e aparente (P/S).

Em que:

P – potência ativa
Q – potência reativa
S – potência aparente (inclui as componentes harmônicas)
S’ – potência aparente em 60 Hz (frequência fundamental)
?1 – ângulo de fase na frequência fundamentalcos
?1 – fator de potência na frequência fundamental
? – ângulo de fase considerando as componentes harmônicascos
? – fator de potência considerando as componentes harmônicas
H – potência de distorção

Modelo de medição adequado

Sejam lá quais forem as definições dos modelos matemáticos, dos valores de referência e da medição do fator de potência, os medidores de energia deverão possuir algoritmos adequados e os consumidores deverão ter a garantia de que medidores distintos medirão os mesmos valores para situações idênticas de carga.

Aspectos de limites de distorções harmônicas

Em função da disponibilidade dos novos medidores em registrar as componentes harmônicas e considerando que os assuntos (energia reativa e distorção harmônica) não podem ser dissociados, este tema deverá também ser desenvolvido com responsabilidades para concessionárias e consumidores.

Investimentos

A mudança de valores de referência para acima dos atuais 92% implicarão investimentos em instalações. O uso do programa de eficiência energética das concessionárias (PEE) para este fim parece bastante adequado e oportuno. Outras fontes de financiamento poderão ser necessárias. O que deve ser avaliado é que a compensação reativa não é simplesmente, ou tão somente, um elemento de transferência de investimentos do setor público ao privado, mas, so

bretudo, uma oportunidade que os consumidores terão em reavaliar a qualidade de energia de suas instalações, que, por sua vez, possui clara relação com a produtividade de seus processos. Outra questão interessante é que se deve considerar o aporte de investimentos pelo setor público no lugar dos consumidores que, de fato, consomem a energia reativa sem compensá-la adequadamente.

A iniciativa da SBQEE em promover este debate foi um ponto importante e fundamental para equalizar as opiniões dos diversos atores deste tema (e todos estiveram presentes), desmistificando o assunto e traçando novos passos para uma discussão responsável e coerente que o tema necessita.

Esta coluna contou com a colaboração do vice-presidente da Sociedade Brasileira de Qualidade de Energia Elétrica (SBQEE), José Rubens Macedo Jr.