Autoconsumo em Unidades Hospitalares
POR PAULINO OLIVEIRA
Paulino Oliveira
Diretor de engenharia na Sunenergy
Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pela Universidade de Coimbra.
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No que concerne à tecnologia fotovoltaica, os hospitais conseguem retirar maior proveito da energia daí proveniente, pois a curva de consumo do hospital é constante e ajusta-se com muita facilidade à curva de produção fotovoltaica, obtendo-se taxas de absorção de energia superiores a 90% e níveis de autonomia de até 30% (sem acumulação em baterias).
O Centro Hospitalar do Baixo Vouga é um excelente exemplo. Utilizando apenas as coberturas existentes, instalou uma central fotovoltaica constituída por 720 painéis e uma potência total de 223 kWp. No final do primeiro ano, o hospital garantiu uma poupança de 40 mil euros e 60 toneladas de redução nas emissões de CO2.
Nem sempre as coberturas dos hospitais estão disponíveis ou têm área suficiente para a construção de uma central fotovoltaica, mas existem sempre alternativas, como foi o caso do Hospital de Santa Maria, em Lisboa, unidade de saúde pertencente ao Centro Hospitalar Lisboa Norte, onde foram construídos sombreadores fotovoltaicos para os parques de estacionamento, conferindo-lhes dupla finalidade: produção de energia e sombreador de parqueamento.
A Sunenergy tem uma vasta experiência na construção de centrais fotovoltaicas para autoconsumo em hospitais, públicos e privados, tais como:
1. Centro Hospitalar Baixo Vouga (Aveiro)- 223 kWp
2. Centro Hospitalar Lisboa Norte (Santa Maria) – 1.000 kWp
3. Hospital Senhora da Oliveira (Guimarães) – 236 kWp
4. Centro Hospitalar Psiquiátrico de Lisboa – 72 kWp
5. Hospital de Mirandela – 169 kWp (Em curso)
6. Hospital de Bragança – 257 kWp (Em curso)
7. Hospital de Macedo – 200 kwp (Em curso)
8. Hospital da Misericórdia da Mealhada – 187 kWp
9. Hospital de Vila Real – 576 kWp
Estes quase 3.000 KWp instalados obrigaram-nos a enfrentar alguns desafios decorrentes das condicionantes das infraestruturas elétricas dos edifícios hospitalares.
Na atual conjuntura de um aumento expressivo do custo da energia, surge uma crescente necessidade de aplicação de sistemas de energia renováveis para autoconsumo. No caso concreto dos centros hospitalares, estes começam a apostar cada vez mais nestas tecnologias de forma a atingirem maiores níveis de autonomia e de redução de custos na aquisição de energia.
Na instalação de uma central fotovoltaica para autoconsumo num hospital, existe, na grande maioria das instalações, a necessidade de executar a interligação do sistema fotovoltaico à rede elétrica do hospital sem tensão. Para que tal aconteça, é necessário planear um corte de energia em segurança e, simultaneamente permitir a continuidade de serviço a todo o hospital ou, no mínimo, a todos os circuitos que alimentam partes críticas.
A rede de distribuição interna dos hospitais, pela sua natureza, está obrigada a alimentar equipamentos considerados críticos, o que é assegurado pelo patamar de socorro; este é constituído por grupos eletrogéneos e/ou pelo patamar de alimentação ininterrupta que é constituída por UPS. Por esta razão, a instalação de um sistema de autoconsumo num hospital deverá ser feita com o máximo controlo e rigor, de forma que a continuidade do serviço hospitalar esteja garantida.
Os sistemas solares fotovoltaicos usados para aplicação de autoconsumo instantâneo em unidades hospitalares são tipicamente “GRID TIE”, ou seja, só funcionam na presença de uma fonte de tensão, que pode ser a rede, o grupo eletrogéneo ou até mesmo a UPS. Quer isto dizer que, quando existe uma falha da rede, o sistema também deixa de funcionar, permitindo que a rede possa ser manobrada sem risco de que exista uma fonte de tensão ligada na mesma.
Quando o consumo do hospital num dado instante é inferior à produção fotovoltaica nesse mesmo instante, essa energia excedente poderá será injetada na rede pública. Neste cenário, o hospital poderá estar a vender esta energia excedente a qualquer comercializador de energia para poder ser usada por outros consumidores ligados à rede.
Quando a rede pública deixa de alimentar o hospital, o grupo eletrogéneo e/ou a UPS entram em funcionamento, criando uma diferença de potencial que faz com que o sistema solar fotovoltaico entre novamente em funcionamento.
Nesta situação, tal como referido anteriormente, caso o consumo seja inferior à produção, o excedente de energia irá no sentido do grupo eletrogéneo, o que poderá causar a avaria do equipamento. Assim sendo, deverá então existir um cuidado acrescido em relação ao ponto onde a central fotovoltaica poderá injetar a sua energia, o que nos obriga a definir soluções de desacoplamento, de forma a não existir simultaneidade de funcionamento do grupo eletrógeno e da central fotovoltaica ou, em alternativa, assegurar que existe um sistema inteligente de controlo da frequência e tensão do inversor solar quando não exista tensão da rede. Desta forma, conseguimos garantir a continuidade do serviço.
Cada hospital tem a sua arquitetura elétrica muito particular, e a empresa instaladora tem a obrigação de avaliar e estudar a melhor solução fotovoltaica. Deverá também ser prevista a integração da central fotovoltaica com a rede GTC do hospital, de forma a monitorizar e assegurar o normal funcionamento de todos os equipamentos.
Para além dos aspetos referidos anteriormente, no arranque da instalação fotovoltaica deverá ser feita uma análise ao comportamento da qualidade de energia da rede elétrica do hospital, avaliando a distorção harmónica, oscilações de tensão e todos os parâmetros críticos de qualidade de energia para garantir o normal funcionamento dos equipamentos mais sensíveis.
Em suma, com as tecnologias atualmente disponíveis e com um cuidado acrescido na instalação de sistemas de autoconsumo em unidades hospitalares, que temos obrigatoriamente de ter em conta, estão criadas todas as condições para termos cada vez mais hospitais verdes e menos dependentes de fontes de energia externas.
“Quando o consumo do hospital num dado instante é inferior à produção fotovoltaica nesse mesmo instante, essa energia excedente poderá será injetada na rede pública.
Neste cenário, o hospital poderá estar a vender esta energia excedente a qualquer comercializador de energia(…)”
Publicado em: TECNOHOSPITAL, Dossier segurança e exploração das instalações elétricas nas unidades de saúde, edição 111, p. 30-31, maio/junho 2022.