Smart Grid: 5G está revolucionando o setor de Energia
Smart Grids são redes com a capacidade de serem integradas a tecnologias como a inteligência artificial, internet das coisas e outras automações.
Pense nas suas atividades, quase tudo depende de energia, certo? Talvez você só se dê conta da necessidade de energia elétrica quando acontece uma queda de energia. É por isso que sistemas cada vez mais inteligentes estão se popularizando com a Smart Grid.
Assim como tudo ao nosso redor, a forma como a energia elétrica é gerada, transmitida e distribuída tem se modificado ao longo do tempo, sofrendo influência direta de tecnologias, como: Inteligência Artificial (IA), Internet das Coisas (IoT), 5G e outras.
Considerando as operações do setor de energia, encontramos diferentes formas e possibilidades de aplicar essas tecnologias e uma delas, como citamos, são as chamadas Smart Grids.
No artigo de hoje vamos nos aprofundar nesse conceito que tem se tornado uma necessidade no setor de energia, com intuito de torná-lo cada vez mais integrado ao mundo tecnológico.
O que é Smart Grid?
Smart Grid pode ser traduzido em português para Redes Elétricas Inteligentes. Trata-se de redes com a capacidade de serem integradas a tecnologias como a inteligência artificial, internet das coisas e outras automações.
Aqui vale a pena lembrar que a geração da energia é realizada nas usinas hidroelétricas, eólicas, termelétricas entre outros tipos. Já a transmissão ocorre nas unidades geradoras até as subestações, localizadas próximas às unidades consumidoras (industriais, casas, apartamentos, hospitais, entre outros). Enquanto as subestações e redes são responsáveis pela distribuição da energia nas unidades consumidoras.
Quais as características da Smart Grid?
As Smart Grids focam no uso inteligente da energia, baseando-se nos dados relacionados a geração, distribuição e transmissão.
No entanto, o uso inteligente da energia requer a aplicação de novas tecnologias com dois importantes objetivos, são eles: monitoramento e gerenciamento do sistema de energia.
A ideia é articular esses objetivos aos aspectos de eficiência e sustentabilidade, que são muito importantes em um mundo que deseja reduzir os efeitos degradativos gerados pelo homem à natureza.
Tradicionalmente, o sistema de distribuição de energia tem um aspecto unidirecional, ou seja, a energia é gerada, transportada e distribuída até as unidades consumidoras.
Entretanto, com avanço do uso de sistemas fotovoltaicos nas unidades consumidoras, estas passaram também a gerar energia.
Agora, elas precisam ser integradas ao processo, gerando o que é chamado de bidirecionalidade no sistema de geração de energia.
Vantagens das Smart Grids
Devido à tecnologia empregada nas Smart Grids e nos processos de automação inseridos nesse novo conceito de rede, a geração bidirecional pode ser integrada de forma eficaz.
Tudo isso faz com que o sistema seja capaz de gerir as novas fontes e distribuir para outras unidades consumidoras.
Dessa forma, as smart grids são capazes também de incluir nas redes de transmissão a energia proveniente de fontes eólicas de forma eficiente.
Fontes renováveis de energia são a aposta para diminuir o impacto das atividades humanas na natureza. Por isso, as empresas buscam realizar uma transição, ainda que suave, nas fontes geradoras de energia.
Note que para que todo esse processo de transformação seja aplicado, os tradicionais sensores/medidores de energia vão pouco a pouco sendo substituídos por mecanismos inteligentes, também conhecidos como sensores/medidores smart.
Os novos sensores/medidores são capazes de lidar com o processo de bidirecionalidade na unidade consumidora, bem como gerar relatórios com dados e informações relevantes a serem consumidos pelas empresas que orquestram esse processo de geração, transmissão e distribuição de energia.
Com novos aparelhos gerando informações de forma contínua, o conceito de monitoramento em tempo real fica mais evidente.
Assim, quando associamos os novos sensores/medidores, com dados gerados, essas informações permitem que as empresas aprendam sobre as necessidades do consumidor, identifiquem e adiantem-se com relação a manutenções preditivas nas unidades consumidoras.
Saiba mais: Como funciona o Mercado Livre de Energia?
Dados e Smart Grid
Com esse aumento na geração de dados e informações, conhecimentos de inteligência artificial podem ser inseridos no contexto do sistema de distribuição de energia.
E um dos objetivos do uso de dados é atuar na detecção de falhas no sistema de distribuição, que é um problema relativamente comum nesse setor.
A prática possibilita a readequação da rede diante da falha na distribuição, indicação aos serviços de manutenção de onde e como agir, dentre outras possibilidades que um sistema digitalizado somado a componentes de inteligência artificial podem contribuir.
No que se refere a correção de falhas, a geração de dados feita pelas Smart Grids permite uma melhor adequação das equipes técnicas para localizarem e agirem com maior velocidade na hora dos reparos.
Outro objetivo é precaver-se de problemas futuros, sejam eles em subestações e/ou unidades consumidoras, já que os sensores/medidores inteligentes podem informar as centrais o seu desempenho e gerar alertas para as devidas correções.
Nesse sentido, podem ser aliados ao trabalho os drones, câmeras de monitoramento entre outros artefatos que geram imagens em tempo real e estão associados aos dados emitidos pelos sensores/medidores inteligentes.
Este grande pacote de dados e imagens podem ser processados em inteligências artificiais, aumentando a eficiência dos serviços de manutenção preventiva e preditiva.
Por se tratar de uma tecnologia em desenvolvimento, as Smart Grids e as ferramentas associadas também podem fazer uso de geolocalização, sensores térmicos e outros recursos que potencializam os serviços e informações fornecidas.
Na presença de uma falha e da necessidade de corrigi-la, as Smart Grids são capazes de redirecionar o fluxo de energia entre as redes conectadas a fim de reduzir o tempo de ausência nas subestações e/ou unidades consumidoras. Este processo é chamado de self-healing.
Todo esse investimento tecnológico visa aumentar a eficiência das atividades do setor, fazendo com que os clientes sejam atendidos com excelência nos serviços prestados.
Como estamos lidando com uma tecnologia de grande capacidade, as redes inteligentes armazenam energia em momentos nos quais o sistema de geração produz mais energia do que a demanda necessária.
E a energia excedente pode ser armazenada em baterias e ser utilizada posteriormente, uma vez que o sistema está adaptado para a bidirecionalidade.
Muitas empresas têm demonstrado interesse na implementação das Smart Grids no Brasil, investindo montantes consideráveis que variam desde a implementação até o desenvolvimento das tecnologias.
Como a Smart Grid afeta o consumidor final?
Assim como em qualquer tecnologia nova no mercado, os usuários podem encontrar muitos pontos positivos e vantagens em seu uso, mas também alguns pontos de fricção, principalmente quando dados estão em jogo.
Neste sentido, é importante que as agências reguladoras e as empresas do setor lidem de forma assertiva com a proteção das informações que são captadas nas unidades consumidoras, trazendo à tona a tão falada LGPD (Lei Geral de Proteção de Dados).
O intuito é assegurar aos clientes que suas informações não vão ser compartilhadas e/ou usadas de forma prejudicial, mas pelo contrário, os dados gerados vão contribuir para o aperfeiçoamento da rede inteligente, tornando os serviços cada vez mais eficientes.
Em relação aos valores, é difícil falar sobre a inserção de uma nova tecnologia a custo zero. Parte do investimento acaba sendo repassado aos consumidores. Nesse sentido, os clientes precisam de motivação para adotar o sistema.
Custos e privacidade são o principal ponto para a adoção da nova tecnologia. Quando bem tratados, explicados e justificados, tendem a ser bem aceitos pela sociedade.
Assim, um dos aspectos positivos dos smart grids é a informatização do consumo de energia. Com sensores/medidores mais modernos e a geração contínua de informações, os consumidores podem acessar em tempo real informações de consumo.
Resultado: maior confiabilidade e previsibilidade em relação a valores a serem pagos, o consumo propriamente dito.
Com a capacidade de monitoramento e gerenciamento da rede de transmissão, problemas tradicionais como a interrupção do fornecimento podem ser facilmente identificados e resolvidos, trazendo maior satisfação aos usuários.
Além disso, devido a capacidade de integração da bidirecionalidade, incentivos ao uso de sistemas fotovoltaicos nas unidades consumidoras podem ser incentivados, contribuindo para o uso de fontes renováveis e até mesmo no barateamento das tarifas.
Veja mais: Descarbonização, o que é e quais os principais desafios?
Quais tecnologias estão envolvidas na Smart Grid?
As tecnologias são usadas em conjunto para potencializar esse novo formato de rede de distribuição de energia elétrica.
Por contar com medidores e sensores mais modernos, o 5G é extremamente importante para a utilização das Smart Grids: a rede acelera a comunicação dos aparelhos conectados com a central de processamento de dados.
Essa troca veloz de informações permite que as empresas tomem decisões assertivas e em tempo real, como:
- Localizar falhas;
- Realizar manutenções preventivas e corretivas;
- Fazer a vigilância em tempo real das dados/informações trafegadas na rede;
- Desligamentos e religamentos na rede;
- Assistência virtual para equipes técnicas em campo no momento da manutenção.
Com a boa conectividade proveniente do uso de redes 5G, as redes possibilitam uma conexão veloz e de qualidade com sensores, medidores, equipamentos de informática nas subestações.
Quando associamos os dados da Smart Grid com imagens geradas por câmeras, drones entre outros aparelhos, estamos trabalhando com o conceito de Gemêos Digitais. Ou seja, a associação da representação virtual de um objeto/processo físico.
Já a Inteligência Artificial usa de todos os recursos citados: dados/informações, imagens, conexões de alta velocidade/qualidade.
Como sabemos, os dados/informações/imagens são o fator primordial para construir os mais diversos modelos de inteligência artificial e as redes inteligentes fornecem esse tipo de recurso.
Uma vez gerado, esse recurso é transmitido a centrais de processamento, modelos de inteligência artificial devidamente construídos (utilizando as melhores técnicas de ciência, engenharia, visualização e arquitetura de dados) para trazerem insights importantes e auxiliar na tomada de decisões das empresas.
Quais os próximos passos da Smart Grid?
As smart grids são claramente uma tendência no setor de energia elétrica, devido às diversas vantagens que oferecem tanto para usuários quanto para as empresas, contribuindo para os sistemas como um todo.
Nesse universo de tecnologia, quando falamos de geração de dados/informações a segurança é um ponto crucial.
Assim, um fator a ser constantemente avaliado é o desenvolvimento/aplicação de políticas de proteção de dados. Esse mecanismo garante que todos que estão envolvidos no uso das Smart Grids tenham suas informações mantidas em segurança e utilizadas para fins de desenvolvimento da própria tecnologia.
Em termos financeiros, o investimento na rede como um todo, por exemplo, em sensores, medidores, mão de obra qualificada, entre outros, são extremamente importantes para a manutenção e desenvolvimento dos serviços que as Smart Grids necessitam.
Como a distribuição de energia é um serviço extremamente importante e de grande escala territorial, as empresas devem estar constantemente preocupadas com a qualidade do que oferecem aos consumidores.
Dessa forma, garantem que mesmo com o uso de um novo tipo de rede de transmissão, os serviços não deixam de ser oferecidos com as adequações necessárias e os clientes serão sempre atualizados sobre os procedimentos a serem executados.
O olhar das Smart Grids não devem estar focados apenas no desenvolvimento tecnológico da operação de transmissão e distribuição de energia. As evoluções tecnológicas devem também contemplar questões de fontes de energia renováveis e sua integração ao sistema.
É importante que a adoção e utilização das Smart Grids envolvam não somente o serviço em si, mas também pessoas, sobretudo os consumidores, e também questões ambientais como as fontes renováveis.
Como toda nova tecnologia, as pessoas precisam ser ensinadas sobre o tema, conscientizadas sobre as vantagens, para que se tornem adeptas ao serviço.
O que ainda é desafio para a distribuição de energia?
Todas as tecnologias e novidades que as Smart Grids trazem para a distribuição de energia atuam na melhoria de antigos desafios nesse campo.
Um dos principais é a eficiência e segurança na distribuição e transmissão da energia, com a redução de perdas no processo e no tempo de interrupções que devem ser superados.
Com o aumento diário da demanda energética para os mais diversos fins, as empresas precisam alocar meios de contornar os picos de demanda, apostando em soluções como as fontes renováveis, que são alternativas sustentáveis neste processo.
Por fim, a adequação à regulamentação do setor, que define as diretrizes que regem a distribuição, geração e transmissão de energia, deve garantir bons padrões nos serviços prestados pelas empresas e gerando satisfação nos clientes.