Devido à crescente penetração renovável na rede, não só a flexibilidade nos combustíveis é essencial para o sucesso futuro da operação de uma usina confiável. Oferecer flexibilidade operacional ao mercado de energia aumenta os fluxos de receita da venda de energia também em serviços auxiliares.
Nos mercados de energia clássica principalmente o aumento da produção de energia tem sido o foco dos geradores. Fornecer maior energia sob demanda tornou-se um negócio-chave que também foi considerado como reserva obrigatória dentro dos códigos de rede. A intermitência da energia renovável e a capacidade de utilizar as maiores taxas de rampa possíveis com o menor tempo de resposta possível tornaram-se um aspecto fundamental para a estabilidade de frequência, que só pode ser alcançada com equipamentos rotativos quando on-line.
Para manter as emissões tão baixas quanto possível e, simultaneamente, com baixos custos operacionais, torna-se cada vez mais importante uma redução de baixa emissão e com uma alta eficiência de carga parcial (consulte Eficiência). Caso as unidades geradoras estejam off-line, um start-up rápido e confiável torna-se essencial para uma operação bem-sucedida. Essas propriedades operacionais são, em muitos países, serviços pagos e, portanto, um fluxo de receita adicional pode ser criado para aumentar a lucratividade da usina.
Como existem diferentes tecnologias com diferentes propriedades únicas, recomendamos que você identifique a melhor tecnologia e solução para o seu perfil operacional. Como exemplo de critérios de decisão, discutimos a capacidade de arranque mais detalhadamente.
A capacidade de início rápido é valorizada pelos clientes porque eles podem obter fluxos de receita adicionais. Em mercados com mecanismos de capacidade, classificações de ordem de mérito, para resposta de frequência secundária e terciária, os operadores de usinas podem oferecer energia em cinco ou 15 minutos a preços elevados.
O tempo de partida do motor a gás e da turbina a gás depende das condições iniciais. As turbinas a gás exigem apenas que o óleo lubrificante esteja a 20° Celsius ou acima disso. Os motores a gás exigem que os cabeçotes dos cilindros estejam a ou acima de 60° Celsius, e que o óleo lubrificante esteja na temperatura de operação correta. Isto é conseguido através do aquecimento e circulação de água de arrefecimento, que pode demorar várias horas a partir da temperatura ambiente. É por isso que os motores a gás são frequentemente mantidos em condições de partida rápida, e o consumo de energia em espera é considerado no custo operacional geral.
Em geral, as fases de partida e carregamento do modo de espera quente são semelhantes para turbinas a gás e motores a gás, geralmente de cinco a 10 minutos. Tanto os motores a gás de partida rápida quanto as turbinas a gás estão disponíveis com a capacidade de atingir a carga total dentro de um a dois minutos. Tanto os motores quanto as turbinas podem funcionar tanto com carga parcial quanto com carga total para se adaptar a tarefas específicas. Ambas as tecnologias podem ser usadas para aplicações de energia de emergência/energia em espera, aplicações de pico de backup com baixas horas de operação anuais (<2.000 h) ou executadas por 8.500 horas por ano para aplicações de carga base.
O tempo de partida de uma planta de ciclo combinado é muito maior do que o de usinas de ciclo simples. Uma turbina a gás de última geração em uma usina de ciclo combinado precisa de menos de 30 minutos para potência máxima para uma partida a quente. Com uma pilha de bypass, os operadores podem primeiro iniciar rapidamente a turbina a gás e, mais tarde, sincronizar a turbina a vapor.
