Otimização da compensação de reativo em instalações industriais com geração distribuída fotovoltaica.

Autores

DOI:

https://doi.org/10.21712/lajer.2025.v12.n3.p135-144

Palavras-chave:

fator de potência, geração distribuída fotovoltaica, bancos de capacitores, programação linear, compensação de reativo.

Resumo

O avanço da geração distribuída fotovoltaica em ambientes industriais tem proporcionado significativa redução nos custos com energia elétrica, mas também alterado o perfil da demanda de potência reativa das instalações. Essa mudança pode reduzir o fator de potência (FP) global, ocasionando penalidades tarifárias e sobrecarga no sistema elétrico. Este trabalho apresenta um modelo de otimização para a correção do FP em unidades consumidoras industriais que utilizam geração fotovoltaica, empregando Programação Linear Inteira para dimensionar bancos de capacitores fixos e automáticos. A metodologia considera múltiplos cenários de geração e demanda, para os quais é realizada a otimização da compensação reativa através de método de Programação Linear Inteira implementado em Python. O estudo evidencia que a inserção de geração distribuída fotovoltaica pode provocar redução significativa do FP durante períodos de alta geração, exigindo estratégias de compensação adaptáveis. Os resultados indicam que a aplicação do modelo proposto possibilita manter o FP dentro dos limites regulamentares estabelecidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), evitando multas por excedentes reativos e garantindo o aproveitamento econômico da geração distribuída. A abordagem apresentada contribui para o planejamento energético industrial ao integrar geração renovável com técnicas de correção reativa, reforçando a eficiência e a confiabilidade do sistema elétrico.

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Biografia do Autor

  • Kátia K. M. de França, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte/ IFRN - CNAT

    Kátia Kellen Martins de França é licenciada em Matemática pela UNIASSELVI e estudante do último período do curso de Engenharia de Energia pelo Instituto Federal do Rio Grande do Norte (IFRN). 

    Durante sua trajetória acadêmica, desenvolveu atividades de monitoria e tutoria nas disciplinas de Cálculo I e Álgebra Linear, com foco em práticas de ensino colaborativas e metodologias inclusivas voltadas ao aprimoramento do aprendizado em ciências exatas e engenharia.

    Sua produção científica inclui apresentações em eventos nacionais e internacionais de destaque. No 53º Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia (COBENGE 2025) e no VIII Simpósio Internacional de Educação em Engenharia, apresentou os trabalhos:

    • Automatização do processo de resfriamento e higienização de módulos fotovoltaicos no IFRN – Campus Natal Central;

    • Formação técnica em Eletrotécnica e a transição energética: o caso da energia eólica no currículo do curso técnico do IFRN;

    • Uma década de formação em Engenharia de Energia no IFRN-CNAT: análise do perfil discente e potencial formativo em um curso pioneiro.

    Também apresentou trabalhos no 25º Congresso Internacional de Engenharia Mecânica e Industrial (CONEMI) e na 3ª FENAMEC, entre eles:

    • Formação e identidade em um curso pioneiro: a produção acadêmica da Engenharia de Energia do IFRN (2014–2025);

    • Sistema automatizado de resfriamento e higienização de módulos fotovoltaicos com água de condensação: estudo de caso no IFRN – Campus Natal Central;

    • Microcápsulas de quitosana/4,4’-difenilmetano diisocianato: síntese e caracterização.

    Atua em projetos de pesquisa e inovação cadastrados na PROPI/RE/IFRN, com foco em sustentabilidade e eficiência energética, incluindo:

    • Otimização da compensação de reativos em unidades industriais com geração distribuída fotovoltaica (Edital nº 01/2025 – PROPI/RE/IFRN);

    • Uma década de formação em Engenharia de Energia no IFRN-CNAT (Edital nº 01/2025 – PROPI/RE/IFRN);

    • Automatização do processo de resfriamento e higienização de módulos fotovoltaicos no IFRN – Campus Natal Central (Edital nº 01/2025 – PROPI/RE/IFRN);

    • Síntese de biodiesel a partir de óleo residual para uso em motor gerador (Edital nº 01/2024 – PROPI/RE/IFRN);

    • Polímeros obtidos a partir dos resíduos da indústria da carcinicultura potiguar (Edital nº 01/2024 – PROPI/RE/IFRN).

    Paralelamente, desenvolve projetos de ensino voltados à inovação tecnológica e aplicação prática de energias renováveis, entre eles:

    • Automação e Sustentabilidade em Sistemas Fotovoltaicos: Apostila Didática sobre Reaproveitamento de Água de Condensação;

    • Plataforma de ensino para operação e testes experimentais de geradores eólicos.

    No campo profissional, atuou na New Energy Engenharia, na área de projetos fotovoltaicos, participando da elaboração e execução de sistemas de geração solar. Também trabalhou na Três M Empreendimentos e na GMA Construções, desempenhando funções técnicas e administrativas que integraram suas formações em engenharia, edificações e gestão.

    Com trajetória acadêmica interdisciplinar e experiência em pesquisa aplicada, dedica-se às áreas de energias renováveis, eficiência energética, educação tecnológica e sustentabilidade, consolidando-se como profissional comprometida com a inovação científica e o desenvolvimento sustentável do setor energético brasileiro.

  • Dr. José Adriano da Costa , Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte/ IFRN - CNAT

    Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (1999), mestrado em Engenharia Elétrica pela mesma Universidade (2002) e doutorado em Planejamento Energético pela Universidade Federal do Rio de Janeiro - COPPE/UFRJ (2019), desenvolvido com ênfase em distribuição da energia elétrica e otimizacão de sistemas. Tem experiência em empresa de distribuição de energia elétrica, tendo exercido a função de Gestor das Unidades de Operação e de Manutenção do Sistema Elétrico da Companhia Energética do Rio Grande do Norte - COSERN. Atualmente, é Professor efetivo do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte - IFRN, nos cursos de Engenharia de Energia e de Eletrotécnica.

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Publicado

29-11-2025

Edição

v. 12 n. 3 (2025)

Seção

Eficiência Energética

Licença

Copyright (c) 2025 Latin American Journal of Energy Research

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Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

O autor, no ato da submissão do artigo, transfere o direito autoral ao periódico.

Como Citar

França, K.K.M. de e Costa, J.A. da . (2025) “Otimização da compensação de reativo em instalações industriais com geração distribuída fotovoltaica”., Latin American Journal of Energy Research, 12(3), p. 135–144. doi:10.21712/lajer.2025.v12.n3.p135-144.

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