Um gráfico mostrando a variação da demanda de energia dos consumidores em relação ao tempo é conhecido como curva de carga.
Se essa curva for plotada por um período de 24 horas, ela é chamada de curva de carga diária. Se for plotada para uma semana, mês ou ano, então é nomeada respectivamente como curva de carga semanal, mensal ou anual.
A curva de duração de carga reflete com precisão a atividade de uma população em relação ao consumo de energia elétrica durante um determinado período de tempo. Para entender melhor o conceito, é importante analisar exemplos reais de distribuição de carga para uma carga industrial e uma carga residencial, e realizar um estudo de caso sobre eles, para apreciar sua utilidade do ponto de vista de um engenheiro elétrico.
A figura abaixo mostra a curva de duração de carga de uma carga industrial ao longo de um período de 24 horas. Uma análise mais detalhada da curva mostra que a demanda de carga começa a aumentar apenas após 5 horas da manhã, quando algumas das máquinas na planta começam a funcionar, talvez para aquecimento antes de operar alguns departamentos que precisam iniciar cedo para sincronizar o funcionamento geral da planta de maneira adequada. Por volta das 8 horas da manhã, toda a carga industrial entra em jogo e permanece constante até pouco antes do meio-dia, quando começa a diminuir um pouco devido ao horário de almoço. A forma da curva pela manhã é restaurada por volta das 14 horas e permanece assim até cerca das 18 horas. À noite, a maioria das máquinas começa a ser desligada. A demanda cai para o mínimo novamente entre 21 e 22 horas da noite e permanece assim até as 5 horas da manhã do dia seguinte. O mesmo processo se repete ao longo de um período de 24 horas.
No caso de uma carga residencial, como podemos ver no diagrama abaixo, a carga mínima é atingida por volta das 2 a 3 horas da manhã, quando a maioria das pessoas está dormindo, e às 12 horas, quando a maioria das pessoas está trabalhando. Enquanto isso, o pico da demanda de carga residencial começa por volta das 17 horas e dura até as 21 a 22 horas da noite, após o qual a carga cai rapidamente, já que a maioria das pessoas vai dormir. Como esta curva de carga residencial foi tomada em um país subcontinental como a Índia, vemos que a demanda de carga no verão é um pouco maior (mostrada com linha em negrito) comparada a valores menores durante a estação de inverno (mostrada com linha pontilhada).
A partir desses dois exemplos, vemos que a curva de duração de carga nos dá uma representação gráfica da demanda que as estações de fornecimento devem atender ao longo do dia. Portanto, são úteis na decisão da capacidade total instalada da planta necessária, que deve ser capaz de atender à demanda de carga máxima, e no tamanho mais econômico das várias unidades geradoras. Mais importante, ajuda a decidir o cronograma de operação da usina de energia, ou seja, como, quando e em que sequência, as várias unidades devem ser iniciadas, operadas e desligadas. Durante o período de vale (com menor demanda de carga), a questão de desligar alguns conjuntos geradores e reiniciá-los mais tarde, quando a carga aumentar, deve ser decidida por considerações econômicas.
Desligar os conjuntos geradores e reiniciá-los posteriormente envolve certas perdas, por um lado, e, por outro, permitir que os conjuntos operem com cargas parciais também envolve perdas devido à perda de eficiência de operação, que depende da duração do tempo em que os conjuntos são operados com carga reduzida. A decisão de desligar certos conjuntos ou continuar sua operação com carga reduzida deve ser tomada levando em conta as perdas mínimas. Essas análises são feitas por engenheiros do setor de energia, considerando a curva de duração de carga de seus alvos de fornecimento. Portanto, é importante que os dados brutos sejam coletados na forma de uma curva de carga e implementados para otimizar as unidades geradoras de energia de forma mais eficiente possível.
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