A manutenção da estabilidade da rede torna-se mais desafiadora à medida que cresce a participação das fontes renováveis intermitentes na matriz de geração de eletricidade, mas a resiliência do sistema é essencial para a continuidade da expansão solar. Os inversores grid-forming oferecem uma solução, e suas capacidades vêm sendo cada vez mais testadas e utilizadas em mercados estratégicos de energia ao redor do mundo.
As redes elétricas precisam de inércia para manter a estabilidade, mas a forma como a energia é gerada atualmente está tornando mais difícil o acesso a esse recurso.
Geradores síncronos — as pesadas turbinas rotativas de usinas a carvão, gás, nuclear e hidrelétricas — fornecem aos operadores do sistema a inércia necessária para manter a frequência da rede elétrica. Ao substituir carvão por solar, o centro de operação precisa encontrar inércia em outro lugar. Trata-se de um desafio significativo.
Estudos iniciais realizados no Reino Unido em 2012 já mostravam que, se o volume de geração não síncrona ultrapassasse cerca de 65% da capacidade total de geração em operação, o sistema de transmissão não conseguiria se proteger contra determinadas falhas plausíveis. Defensores da tecnologia argumentam que a eletrônica de potência pode preencher essa lacuna.
Grid-forming versus grid-following
Inversores grid-following acompanham a fase e a frequência da tensão da rede como referência para sincronizar e injetar potência. Já os inversores grid-forming utilizam algoritmos internos de controle para estabelecer sua própria tensão — frequentemente emulando o comportamento de um gerador rotativo para criar uma máquina síncrona virtual.
Aplicações em campo
Em uma área rural cerca de 70 km a noroeste de Aberdeen, antiga capital europeia do petróleo, o sistema de armazenamento Blackhillock BESS fornece à rede elétrica da Grã-Bretanha inércia sintética — o tipo que não requer massa girante. A tecnologia grid-forming foi implantada no nordeste da Escócia para fornecer serviços de inércia sintética e estabilidade a uma região da rede com elevada participação de geração eólica.
Desenvolvida pela Zenobe e utilizando sistemas de armazenamento fornecidos pela Wärtsilä Energy Storage, a primeira fase do Blackhillock BESS, com 200 MW/400 MWh, entrou em operação no início de 2025, tornando-se a primeira bateria do mundo a fornecer serviços completos de potência ativa e reativa conectados ao sistema de transmissão. O projeto foi contratado para prestar serviços de estabilização da rede ao Operador Nacional do Sistema Energético da Grã-Bretanha, após passar por diversos testes técnicos na rodada de contratação Stability Pathfinder 2. O empreendimento consegue fornecer esses serviços graças à tecnologia grid-forming desenvolvida pela fabricante alemã de inversores SMA.
O Blackhillock recebeu 62 estações de potência em média tensão da SMA, cada uma equipada com inversores grid-forming. Os inversores fornecem 370 megawatts-segundo (MWs) de inércia sintética e 116 megavolt-ampères (MVA) de contribuição para nível de curto-circuito. A adoção da tecnologia grid-forming no projeto permite estabilizar afundamentos de tensão e saltos de fase. Chegar a esse estágio exigiu um grande esforço técnico.
“Do ponto de vista da fabricação do hardware e dos custos, não há tanta diferença”, afirmou Aaron Gerdemann, vice-presidente global de novos negócios e marketing da SMA. “Mas os controles e a complexidade do processo de projeto do ativo são muitas vezes maiores.”
Gerdemann disse à pv magazine que um projeto BESS grid-forming exige ampla modelagem, simulações, colaboração estreita com o operador do sistema e o ajuste de muito mais parâmetros do que uma instalação grid-following convencional.
A SMA comercializa seus serviços de engenharia junto com seus sistemas de conversão de potência, um diferencial importante segundo Gerdemann, que argumenta que o verdadeiro teste da tecnologia grid-forming acontece na operação em campo, quando o desempenho real encontra as simulações.
“O critério que define se um controle grid-forming é bom ou ruim só se concretiza quando ele está conectado e em operação”, afirmou.
A conexão à rede ainda exige superar barreiras regulatórias. No caso do Blackhillock, a SMA precisou comprovar conformidade com o Grid Code 0137 — regulamentação que estabelece requisitos mínimos para capacidade grid-forming na rede elétrica da Grã-Bretanha. Esse é um dos mercados mais avançados, mas as regras para incorporação de inversores grid-forming estão em diferentes estágios ao redor do mundo. Os operadores de transmissão da Alemanha começaram a contratar serviços de inércia em janeiro de 2026. Mesmo em mercados menores, como as Filipinas, uma nova exigência para armazenamento anunciada em fevereiro de 2026 incluiu o desenvolvimento de diretrizes para BESS com capacidade de suporte à rede. Isso faria o país se juntar a uma lista ainda pequena, mas crescente, de mercados que já regulamentaram a tecnologia grid-forming.
“Atualmente existem poucos códigos de rede no mundo com requisitos para grid-forming”, disse Gerdemann. “Infelizmente, eles não são iguais.”
Gerdemann confirmou que a SMA está colaborando ativamente com diferentes operadores de transmissão, alguns dos quais procuram a fabricante para avaliar seus códigos de rede. A empresa gostaria de ver regras que não exijam grid-forming para todas as instalações BESS, mas que estabeleçam padrões elevados para ativos grid-forming implantados em pontos estratégicos da rede, sempre acompanhados de incentivos de mercado para serviços de estabilidade.
O que os inversores grid-forming podem fazer?
Nível de curto-circuito: Refere-se à quantidade de corrente que circula pelo sistema durante uma falha. Correntes de falha mais elevadas permitem amortecer perturbações mais rapidamente. Uma usina a carvão de 100 MW pode fornecer 500 MVA de nível de curto-circuito. Um parque eólico equivalente pode fornecer apenas 100 MVA. Inversores grid-forming possuem capacidade de contribuir para o nível de curto-circuito.
Inércia sintética: A inércia sintética reproduz o efeito da inércia normalmente fornecida por geradores rotativos. Inversores grid-forming utilizam algoritmos digitais de controle para monitorar a frequência da rede e ajustar sua potência, injetando ou absorvendo energia para corrigir desvios de frequência.
Black start: O inversor grid-forming atua como fonte de tensão para estabelecer uma frequência estável e restaurar o fornecimento elétrico após um apagão.
Modo ilhado: Mantém tensão e frequência estáveis para operar desconectado da rede. Trata-se da aplicação mais madura da tecnologia grid-forming.
Ganhando escala
A demanda por inversores grid-forming varia entre os principais mercados globais de renováveis. Tiffany Wang, analista da S&P Global Energy, descreveu a Austrália como um dos mercados mais maduros — com sistemas BESS grid-forming conectados diretamente à rede podendo representar quase 100% das instalações até 2030. Isso contrasta com grandes mercados renováveis, como China e Estados Unidos, onde a adoção ainda é menor.
“Arábia Saudita e Chile representam mercados mais recentes para inversores grid-forming e devem atingir altas taxas de penetração muito rapidamente”, afirmou Wang. “Embora existam relativamente poucos projetos BESS grid-forming atualmente, eles são de grande escala e liderados pelas principais fabricantes chinesas de inversores.”
Entre os projetos de grande porte está um empreendimento de 7,8 GWh distribuído em três locais na Arábia Saudita, fornecido pela Sungrow. A fabricante chinesa validou sua plataforma grid-forming Power Titan 3.0 no projeto e, em janeiro de 2026, realizou em Madri, na Espanha, o lançamento europeu da solução de armazenamento.
James Li, vice-presidente da Sungrow para a Europa, afirmou que a empresa também vem conduzindo testes em um empreendimento conectado à transmissão no Tibete.
Há variáveis locais a serem consideradas em cada projeto, mas Li explicou que os testes em laboratório permitem ajustar os algoritmos grid-forming às necessidades específicas de cada instalação.
“Normalmente fazemos muitos testes internos no início, principalmente no sistema de controle”, disse. “Na Arábia Saudita, o que mais precisávamos compreender totalmente era o algoritmo de controle, porque existem diferentes tipos.”
Li explicou que inversores grid-forming podem utilizar controle por droop ou algoritmos de gerador síncrono virtual (VSG) para governar a saída dos inversores. Ambos os métodos procuram reproduzir as características do rotor de geradores síncronos.
“Frequentemente assumimos a responsabilidade de garantir o desempenho de todo o sistema de gerenciamento de energia do BESS, organizando junto ao cliente a integração dos equipamentos de gerenciamento de energia de todos os fornecedores da planta no laboratório de testes da Sungrow, para verificar, validar e aprovar tudo, utilizando testes hardware-in-the-loop”, afirmou.
A Sungrow não é a única fabricante chinesa expandindo sua atuação em grid-forming. A Huawei apresentou sua plataforma FusionSolar 9.0 com solar mais armazenamento na feira SNEC 2025, em Xangai, enquanto a Hithium firmou parceria com a Schoenergie para implantar um projeto BESS grid-forming de 55 MWh na Alemanha. A gigante de baterias CATL também incluiu armazenamento grid-forming em alta tensão em seus planos para um parque industrial off-grid e carbono zero em Shandong, na China.
Condensadores síncronos
Há mais de 100 anos, condensadores síncronos ajudam a sustentar a estabilidade das redes elétricas. Compostos por um rotor mecânico acoplado eletromagneticamente a um estator, esses equipamentos são conectados ao sistema elétrico para fornecer inércia, correntes de falha, robustez do sistema, controle de tensão e suporte à estabilidade de frequência. Existe uma relação direta entre a posição mecânica do rotor e a posição elétrica da forma de onda de tensão. É exatamente isso que os inversores com algoritmo de gerador síncrono virtual (VSG) procuram emular.
Expansão na Austrália
Fabricantes que procuram um ambiente de testes para seus novos produtos grid-forming talvez devam olhar para a Austrália. O país vem há anos investigando o papel que esses inversores podem desempenhar no fortalecimento de uma rede cada vez mais dependente de renováveis. A geografia é um desafio, devido às longas linhas de transmissão que atendem comunidades pouco povoadas, áreas de rede fraca e uma rápida expansão da geração renovável.
A Agência Australiana de Energia Renovável (ARENA) está entre as entidades que financiam projetos voltados à resiliência do sistema, e a tecnologia grid-forming é foco importante há quase uma década.
“Em 2017, a ARENA financiou a bateria Dalrymple, pertencente à transmissora ElectraNet. Na época, grid-forming era praticamente desconhecido”, explicou Carl Christiansen, gerente-geral de redes e armazenamento da ARENA. “O projeto precisava operar uma península de forma ilhada, e a ABB desenvolveu uma solução chamada ‘gerador síncrono virtual’, que reproduzia características operacionais de um gerador síncrono tradicional.”
O Dalrymple BESS, de 30 MW/8 MWh, entrou em operação em 14 de dezembro de 2018 com um inversor grid-forming destinado a operar de forma ilhada junto ao parque eólico Wattle Point, na Península de Yorke, uma região pouco povoada do sul da Austrália. O projeto foi considerado um sucesso, levando a ARENA a ampliar os testes.
Entre 2019 e 2021, a agência financiou projetos para avaliar como serviços de inércia sintética e robustez do sistema fornecidos por inversores poderiam apoiar a rede em quatro empreendimentos adicionais. Isso incluiu a modernização do Hornsdale BESS — a bateria utility-scale mais antiga do mercado atacadista australiano — com a adição de 50 MW/64,8 MWh e a implementação do modo máquina virtual da Tesla para fornecer serviços de inércia virtual.
Esse processo permitiu à ARENA testar a tecnologia grid-forming em regiões da rede mais fortes e mais fracas, orientar regulamentações para facilitar a implantação e criar uma porta de entrada para fabricantes cujos produtos ainda estavam em desenvolvimento.
“Muitas empresas diziam ter produtos grid-forming. Tinham brochuras e modelos, mas os produtos ainda não estavam prontos para atender aos padrões de conexão”, disse Christiansen. “Uma parte importante do que fizemos foi transformar essas soluções de algo teórico em algo realmente aprovado para conexão.”
Há benefícios também para desenvolvedores solares, já que usinas de grande porte estavam sendo obrigadas a fornecer sua própria inércia por meio de máquinas síncronas caras. Os inversores grid-forming podem reduzir esses custos.
A ARENA agora apoia projetos ainda maiores. A agência lançou um programa de US$ 100 milhões (US$ 70 milhões) com o objetivo de financiar projetos capazes de demonstrar tecnologia avançada de inversores em larga escala. O projeto Western Downs, de 540 MW/1.080 MWh, já entrou em operação, com outros três empreendimentos previstos para 2026. Eles se juntarão aos cinco projetos de baterias grid-forming financiados pela ARENA, que já estão operacionais e somam 430 MW, elevando o portfólio operacional da agência para 2 GW.
“É realmente um enorme sucesso ver essa tecnologia avançar tão rapidamente”, afirmou Christiansen.
