Como o AI-Care aumenta a rentabilidade de uma CER: a bateria que acompanha o consumo da comunidade

A bateria que acompanha o consumo da comunidade, uma hora de cada vez.

A 3 de novembro, na Mesa IFEC «Federare le CER» no Grattacielo Pirelli, apresentamos uma simulação sobre como um sistema de armazenamento de energia orquestrado pelo AI-Care pode mudar as contas de uma Comunidade de Energia Renovável. Publicamo-la aqui, com os pressupostos utilizados e os limites do modelo, para que quem gere ou projeta uma CER a possa verificar e discutir.

Abrir a simulação em ecrã inteiro

Comandos: reproduzir/pausa, avançar e recuar 15 minutos, recomeçar; os botões «Senza AI Care» e «Con AI Care» selecionam o dia. No dia com AI-Care, a animação para em cada decisão; continua-se com «OK».

1. Como se calcula o incentivo de uma CER

O mecanismo do DM CACER (DM 414/2023) e das regras operacionais do GSE é simples na substância e implacável nos pormenores.

A energia partilhada é, para cada hora, o mínimo entre a energia injetada na rede pelas instalações da configuração e a energia consumida pelos membros, desde que ligados à mesma subestação primária. Se às 12 horas os produtores injetam 20 kWh e os consumidores consomem 6, a energia partilhada é 6, não 20. Os 14 kWh excedentes são vendidos ao preço de mercado (ou através do Ritiro Dedicato), sem prémio.

A tarifa de incentivo é paga durante 20 anos sobre a energia partilhada. Para instalações até 200 kW, é composta por uma parte fixa de 80 €/MWh e por uma parte variável igual a 180 €/MWh menos o preço zonal horário, com um teto global de 120 €/MWh. Acrescem uma majoração geográfica para o fotovoltaico (10 €/MWh no Norte, 4 no Centro) e a valorização ARERA da energia autoconsumida, cerca de 8 €/MWh.

Duas consequências que pesam nas contas:

1. Conta a coincidência horária, não a quantidade. Uma instalação pode produzir muitíssimo e partilhar pouco, se produz quando a comunidade não consome.
2. A parte variável premeia as horas de preço baixo. Quando o preço zonal desce para 30-40 €/MWh, como é normal nas horas centrais dos dias de sol, o incentivo sobe até ao teto de 120 €/MWh (138 com majoração e ARERA). Nas horas da noite, a 180 €/MWh, a parte variável anula-se e restam 80 + 10 + 8 = 98 €/MWh.

2. Porque é que uma bateria em autoconsumo trabalha contra a CER

Um sistema de armazenamento residencial ou empresarial em lógica de autoconsumo faz uma única coisa: carrega assim que há excedente, ou seja, a partir das 8-9 da manhã, e descarrega quando a produção não cobre a carga do edifício onde está instalado.

Na CER, isto produz três efeitos indesejados:

• De manhã, retira energia partilhável. Entre as 7 e as 9, os consumidores da comunidade têm o primeiro pico de consumo (famílias, escritórios, cafés, escolas). A bateria, em vez de deixar que o excedente vá para a rede e seja partilhado, fica com ele.
• Ao meio-dia já está cheia. A partir das 11, o excedente solar acaba de qualquer forma na rede, nas horas em que a comunidade consome menos. Energia injetada, não partilhada.
• À noite, serve apenas a própria casa. Entre as 18 e as 22, no pico de consumo noturno, a bateria cobre o edifício onde está instalada e não injeta nada.

O resultado é que o armazenamento, visto pela CER, é quase invisível: não piora as contas face a uma instalação sem bateria, mas também não as melhora.

3. O que faz o AI-Care

AI-Care é a plataforma de gestão energética com que a Heiwit orquestra a sua frota de sistemas de armazenamento de energia de iões de sódio e inversores híbridos. O motor de decisão regenera a cada hora um plano de carga e descarga com base no preço zonal, na previsão de produção calibrada para cada instalação e no estado de carga medido.

Para a CER, o motor muda de função objetivo: não «maximiza o autoconsumo da casa», mas «maximiza a energia partilhada da comunidade, respeitando as necessidades da casa». Para isso, precisa de um sinal adicional: o consumo agregado dos consumidores, a cada 15 minutos. O GSE calcula a energia partilhada a posteriori, numa base horária; a bateria tem de decidir agora. Um medidor IoT económico no ponto de consumo de cada consumidor, que envia a potência a cada 15 minutos, é suficiente. Após algumas semanas de dados, o motor passa de perseguir o pico a antecipá-lo.

No dia simulado, as decisões são quatro:

Nenhum hardware adicional do lado da instalação: muda o plano que o motor envia ao inversor.

4. A simulação

Configuração. Um sistema fotovoltaico de 30 kWp com bateria de 60 kWh (20 kW), carga própria reduzida, e um conjunto de 15 consumidores com perfil misto (pico de manhã, pico noturno mais elevado). Dia típico de primavera, perfil de preço zonal típico com mínimo ao meio-dia e máximo entre as 19 e as 20. Rendimento de carga/descarga de 95%.

Resultados do dia.

A energia partilhada duplica. A energia injetada é quase a mesma: muda apenas quando é injetada. Com o AI-Care, toda a injeção encontra um consumo correspondente, e a injeção não partilhada desce para zero.

O que não muda. A produção, o consumo da comunidade, o hardware. A bateria trabalha mais (um ciclo completo em vez de uma fração), e é um custo real a ter em conta: num sistema de armazenamento de iões de sódio com 9.000 ciclos declarados e fim de vida a 70%, um ciclo por dia cobre toda a duração do incentivo.

O que muda para o produtor. O produtor renuncia a uma parte do autoconsumo noturno (no modelo, cerca de 1-2 kWh por dia) para a devolver à comunidade. Só lhe compensa se o regulamento da CER lhe reconhecer uma quota adequada do incentivo gerado pela sua bateria. É uma questão de estatutos, não de tecnologia: as regras de repartição decidem se a bateria trabalha para a casa ou para a comunidade.

5. Limites do modelo

Dizemo-lo antes que outro o diga.

• Os perfis de produção, carga e preço são perfis típicos, não dados medidos. O mecanismo é real; os números são indicativos e devem ser recalculados com os dados de cada CER.
• O modelo não considera perdas de rede, limites de potência do POD, nem o tratamento fiscal do incentivo.
• No inverno, o excedente da tarde pode não bastar para encher a bateria: o atraso da carga é uma decisão tomada com base em previsões, não uma regra fixa, e nos dias curtos o motor antecipa a carga.
• À noite, a bateria cobre cerca de dois terços do pico, não a totalidade: 60 kWh contra um pico de 20 kW durante cinco horas. Um dimensionamento diferente muda os números, não o mecanismo.
• A otimização da CER é hoje uma função em desenvolvimento no AI-Care, não uma função ativa na frota. O motor de decisão em que assenta está em funcionamento há meses; a função objetivo «comunidade» é o objeto da CER piloto que propomos à Mesa IFEC.

6. O que é necessário para o fazer realmente

Três coisas, todas disponíveis:

1. Baterias que aceitem um plano horário externo. Os sistemas Heiwit fazem-no nativamente através do AI-Care; com inversores de terceiros, depende do protocolo.
2. O sinal de consumo dos consumidores. Um medidor IoT por POD, ou os dados dos contadores 2G disponibilizados pela CER.
3. Um regulamento de repartição que devolva aos produtores com armazenamento uma quota do valor que geram para a comunidade.

Se gerem ou estão a constituir uma CER e pretendem refazer esta simulação com os vossos perfis reais, ou candidatar-se como CER piloto, escrevam-nos para [email protected].

Referências: DM de 7 de dezembro de 2023 n.º 414 (DM CACER); GSE, Regras operacionais CACER; ARERA, TIAD (deliberação 727/2022/R/eel). Os valores de tarifa citados são os aplicáveis a instalações até 200 kW.