Redes inteligentes ou redes verdes?

abr, 2010

Atualmente, existem muitas discussões sobre o que é o conceito “smart grid” (rede inteligente). Pensamos o “smart grid” como um conjunto de equipamentos que permite o funcionamento de uma rede de energia elétrica de forma mais econômica e funcional, possibilitando ainda a rápida restauração de energia aos consumidores em situações anormais ou de emergência. Nesse sentido, a “rede verde” surge como consequência de uma operação mais eficiente da rede, colaborando para a geração de recursos e para o controle de carga.

A implementação inicial de uma rede inteligente que, normalmente, possibilita um melhor funcionamento de nossa rede elétrica, em termos de controle de tensão, controle de reação e alocação eficiente de energia residual, resulta em “rede mais verde”, com economias energéticas e menores emissões de dióxido de carbono, isto é, a rede verde de energia elétrica. Por exemplo, a concessionária norte-americana PPL Elétrica possui um projeto de rede inteligente que deverá implementar este tipo de controle e, com isso, estima-se uma economia de 2,5% no uso de energia para os consumidores.

A PPL Eletric solicitou e ganhou US$ 19 milhões do Departamento de Energia Federal dos Estados Unidos, concedidos pelo American Recovery and Reinvestment Act (Stimulus Bill). O prêmio, considerado uma oportunidade de financiamento, foi oferecido pela Smart Grid Investment Grant, DE-FOA-0000058. A concessionária anunciou ainda uma parceria com a Universidade de Drexel e com líderes em tecnologia da GE Energy, a Lockheed Martin Corporation, e da Alcatel-Lucent para projetar e instalar o projeto.

Nossa implantação oficial deverá automatizar o funcionamento da rede, de modo que as falhas não impactarão em queda de energia. Elas deverão ser isoladas, permitindo a rápida restauração da energia elétrica aos consumidores, sem falhas nas seções em linha. A smart grid possibilitará detectar o status de todo o sistema, permitindo a transferência de seções sem falhas na linha para fontes alternativas. Isso requer uma comunicação bidirecional para a concessionária de controle e para a proprietária do equipamento, assim a coleta de dados poderá ser realizada em tempo real, ainda durante a operação. Esse processamento de dados levará à maior otimização da rede.

As informações e os equipamentos de controle adicionais reunidos na rede permitirão um controle dinâmico da tensão do sistema. Isto permite uma tensão eficiente para todos os consumidores e, consequentemente, uma economia de energia. Atualmente, a tensão tende a ser determinada durante a instalação da linha, com reajustes periódicos, à medida que haja alteração significativa de carga. Isso pode levar alguns consumidores a alcançarem uma tensão maior do que a necessária, enquanto outros alcançariam níveis inferiores ao ideal. Em ambos os casos, pode resultar em desperdício de energia. Os projetos atuais tendem a possuir equipamentos de regulagem com funcionamento de forma independente. Esta operação independente, geralmente eficiente, não é a ideal.

A implantação inicial de uma rede inteligente fornecerá informações aos consumidores e, como cabe a eles usarem esta informação, a geração inicialmente prevista de economia pode não se realizar. Por exemplo, sem o controle direto do equipamento do consumidor, ele é quem deve tomar as medidas que afetam a sua economia de energia. Houve um caso recente em que foi fornecido aos consumidores um sistema para indicar o custo da energia e como reduzir o gasto. Entretanto, o sistema não funcionou muito bem, provavelmente porque muitos clientes estavam no trabalho no período que deveriam fazer o ajuste e outros simplesmente não quiseram ajustar manualmente sua utilização elétrica ou alterar seus níveis de conforto.

Há uma grande oportunidade de aumentar a comunicação com consumidores, que permitirá o controle direto de cada equipamento em suas casas. Alguns consumidores perceberão que esse controle automático é mais conveniente se optarem pela tecnologia do tipo “ajuste e esqueça”. Esta opção vai permitir um aumento significativo da eficiência operacional da rede. Durante períodos de carga elevada, determinadas cargas poderão ser desligadas, ocasionando uma redução de custo de cada rede, menos emissão de dióxido de carbono e um uso mais eficiente das facilidades existentes. Por exemplo, desligar a carga por 15 minutos ou por 45 minutos pode gerar uma redução de 25%.

Muitas concessionárias vão explorar taxas diferenciadas, para diferentes horários do dia, em que o custo da eletricidade era estabelecido de acordo com seu valor real. Com o uso de taxas diferenciadas, espera-se que diminua o uso da energia elétrica durante o horário de pico. Isto deverá reduzir o montante de geração requerida para operar o sistema. Este procedimento leva benefícios para a concessionária, que diminui sua necessidade de carga, e para o consumidor que, por sua vez, recebe uma conta menor.

À medida que vamos em frente com uma nova infraestrutura de rede, teremos inovações em hardware, comunicações e em toda a implantação de um sistema inteligente. Com este nível de otimização do sistema elétrico, serão abertas possibilidades de novas tecnologias para diminuir o impacto ambiental e o custo da conta de energia para o consumidor.

 


 

David Bassett

David Bassett

é membro sênior da IEEE e membro do Comitê de Normas da IEEE . Bassett é atualmente cientista sênior da concessionária de energia elétrica PPL Eletric (EUA)

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