Smart Grid: Energia Inteligente no Brasil:
O setor
elétrico brasileiro está diante de um novo desafio a ser vencido: a
necessidade e a oportunidade de evoluir e encontrar soluções
práticas que reflitam a realidade atual dos consumidores e das
empresas de energia:
- Eficiência operacional;
- Novas fontes de energia;
- Menores emissões de carbono;
- Tarifas mais ajustadas e maior participação do consumidor.
Estas são
somente algumas questões que se apresentam como desafios a serem
vencidos pelo segmento.
Um Pouco Sobre a Realidade Brasileira:
O sistema
elétrico brasileiro é único no mundo, e, no decorrer do tempo, tem
revelado possuir características muito particulares. Sua matriz
energética é baseada principalmente em energias renováveis e o nível
de integração das bacias hidrográficas e da infraestrutura para o
transporte da energia, por exemplo, chegou a patamares continentais
ainda não atingidos por países da Europa e dos Estados Unidos. É
preciso reduzir ainda mais a defasagem de infraestrutura presente no
País.
Depois de
estabelecer uma ampla base de geração, notadamente com quase 2/3 de
um total de 96,2 GW de potência instalada (sem incluir sistemas isolados e
auto-produtores) suprida por usinas hidroelétricas (UHE) de grande porte
(ver tabela abaixo as 11 maiores UHEs brasileiras), a interligação dos sistemas no território
brasileiro foi o caminho natural encontrado para se obter um melhor
balanceamento e manter a segurança da oferta de energia.
| Pos. | Nome | Rio | Estado | Capacidade | Unid. | OBS |
| 1 | Usina Hidrelétrica de Itaipu | Rio Paraná | Paraná | 14000 | MW | |
| 2 | Usina Hidrelétrica de Belo Monte | Rio Xingu | Pará | 11233 | MW | em construção |
| 3 | Usina Hidrelétrica São Luiz do Tapajós | Rio Tapajós | Pará | 6133 | MW | construção a iniciar |
| 4 | Usina Hidrelétrica de Tucuruí | Rio Tocantins | Pará | 8370 | MW | |
| 5 | Usina Hidrelétrica de Jirau | Rio Madeira | Rondônia | 3750 | MW | |
| 6 | Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira | Rio Paraná | São Paulo | 3444 | MW | |
| 7 | Usina Hidrelétrica de Xingó | Rio São Francisco | Alagoas / Sergipe | 3162 | MW | |
| 8 | Usina Hidrelétrica Santo Antônio | Rio Madeira | Rondônia | 3150 | MW | |
| 9 | Usina Hidrelétrica de Foz do Areia | Rio Iguaçu | Paraná | 2511 | MW | |
| 10 | Usina Hidrelétrica de Paulo Afonso | Rio São Francisco | Bahia | 2462 | MW | |
| 11 | Usina Hidrelétrica de Itumbiara | Rio Paranaíba | Goiás / Minas Gerais | 2082 | MW | |
| TOTAL EFETIVO | 54164 | MW | ||||
| TOTA PROJETADO | 60297 | MW | ||||
O
controle necessário dos pontos de interligação objetiva que,
quando indisponível em uma região, a oferta de energia elétrica
possa ser prontamente compensada por outra região, momentaneamente
mais favorecida. Isso requer uma maximação do sistema de
interligação, no entanto, quanto mais pontos de interconexão, mais
complexidade no gerenciamento do sistema.
Já, no
que diz respeito a distribuição de energia ao consumidor, as
diferenças socioeconômicas do território brasileiro representam um
desafio muito grande. O País abrange áreas com alta densidade
populacional e outras com densidade muito baixa. Há que se vencer
desafios a partir das perspectivas social e tecnológica, com
soluções distintas que equilibrem custos e benefícios.
A Usina Hidrelétrica de Belo Monte é uma central hidrelétrica que está sendo construída no Rio Xingu, no estado brasileiro do Pará, nas proximidades da cidade de Altamira.
Sua potência instalada será de 11.233 MW; mas, por operar, a princípio, com reservatório reduzido, deverá produzir efetivamente cerca de 4.500 MW (39,5 TW.h por ano) em média ao longo do ano, o que representa aproximadamente 10% do consumo nacional (388 TWh em 2009).
Em potência instalada, a usina de Belo Monte será a terceira maior hidrelétrica do mundo, atrás apenas da chinesa Três Gargantas (20.300 MW) e da brasileira e paraguaia Itaipu (14.000 MW), e será a maior usina hidrelétrica inteiramente brasileira.
Desde seu início, o projeto de Belo Monte encontrou forte oposição de ambientalistas brasileiros e internacionais, de algumas comunidades indígenas locais e de membros da Igreja Católica. Essa pressão levou a sucessivas reduções do escopo do projeto, que originalmente previa outras barragens rio acima e uma área alagada total muito maior. Em 2008, o CNPE decidiu que Belo Monte será a única usina hidrelétrica do Rio Xingu.
A Usina Hidrelétrica de Belo Monte e uma Nova Linha HVDC:
A Usina Hidrelétrica de Belo Monte é uma central hidrelétrica que está sendo construída no Rio Xingu, no estado brasileiro do Pará, nas proximidades da cidade de Altamira.
Sua potência instalada será de 11.233 MW; mas, por operar, a princípio, com reservatório reduzido, deverá produzir efetivamente cerca de 4.500 MW (39,5 TW.h por ano) em média ao longo do ano, o que representa aproximadamente 10% do consumo nacional (388 TWh em 2009).
Em potência instalada, a usina de Belo Monte será a terceira maior hidrelétrica do mundo, atrás apenas da chinesa Três Gargantas (20.300 MW) e da brasileira e paraguaia Itaipu (14.000 MW), e será a maior usina hidrelétrica inteiramente brasileira.
Desde seu início, o projeto de Belo Monte encontrou forte oposição de ambientalistas brasileiros e internacionais, de algumas comunidades indígenas locais e de membros da Igreja Católica. Essa pressão levou a sucessivas reduções do escopo do projeto, que originalmente previa outras barragens rio acima e uma área alagada total muito maior. Em 2008, o CNPE decidiu que Belo Monte será a única usina hidrelétrica do Rio Xingu.
Belo Monte corre contra o tempo, e contra uma série de incursões em contrário vêm comprometendo o cronograma de obras, ainda assim, o enorme canal de 20 km que liga o Rio Xingu ao reservatório intermediário da Hidroelétrica de Belo Monte começa a ganhar formas e vai mudando, agora em ritmo acelerado, a paisagem local.
Seis enormes carretas que partiram de Taubaté, no interior de São Paulo, carregando as primeiras peças da montagem eletromecânica da Usina já chegaram, descarregaram e as peças já foram montadas nos meses de Junho e Julho de 2014. Há muito mais peças a caminho. A usina está prevista para entrar em funcionamento em 2015, mas a energia produzida em Belo Monte pode atrasar um ano.
Veja mais detalhes e a mais recente série de Apresentação de Fotos das Obras e de Reportagens do Jornal O Estado de São Paulo.
Outra importante novidade do setor elétrico do Brasil foi o recente comissionamento, por parte da empresa ABB, um dos gigantes mundiais das áreas de tecnologias de energia e de automação, da estação dos conversores HVDC do Rio Madeira, a maior linha de transmissão de energia do mundo no Brasil.
A linha HVDC irá transmitir eletricidade, escoando a energia de 3.150 MW gerados pelas Usinas Hidrelétricas de Santo Antônio e de Jirau, situadas no Rio Madeira, em Rondônia, por 2.385 km com perdas mínimas, ligando a subestação coletora de Porto Velho, transmitindo a milhões de consumidores energia elétrica limpa, renovável, confiável e eficiente em longa distância, para a subestação Araraquara-2, em São Paulo. Fontes: Grupo ABB e Tractebel Engineering.
Rede Inteligente: Tecnologia para a Modernidade do Setor Elétrico:
O momento
aponta para um rol cada vez mais extenso de possibilidades
tecnológicas, e é preciso compreendê-las de maneira que o setor de
energia evolua dentro de características que permitam vencer os
desafios. É preciso estabelecer uma visão evolutiva e agregar valor
com tecnologias e aplicações inovadoras à rede de energia elétrica
e, ao mesmo tempo, preservar os investimentos já realizados. É
possível prever que a tecnologia terá um papel cada vez mais
relevante em todas as áreas do ciclo: geração, transporte,
comercialização e uso da energia.
Smart Grid - ou Redes (Elétricas) Inteligentes:
Trata-se
de um conceito bastante abrangente que pode se tornar um elemento
fundamental de transformação, a fim de antecipar e criar um
ambiente que facilite o uso mais intenso de tecnologias disponíveis
em todo o ciclo da energia elétrica. Smart grid como um grande
"sistema de sistemas" complexo, contendo um amplo conjunto
de tecnologias que acrescentam camadas de dados digitais à rede
elétrica tradicional.
A
realidade do Smart Grid deve vir transformar, aos poucos, o sistema
elétrico em uma moderna rede que permitirá às concessionárias de
energia e aos consumidores mudar a forma como disponibilizam e
consomem energia. A parte mais visível dessa evolução, atualmente,
está no uso, em larga escala, dos medidores eletrônicos de energia
inteligentes, que permitirão, em curto prazo, exercitar novas
modalidades tarifárias e novos comportamentos de consumo.
Telecomunicações, sensoriamento, sistemas de informação e
computação, combinados com a infraestrutura já existente, passam a
constituir cada vez mais um arsenal poderoso que pode fazer a
diferença.
Eficiência Sistêmica: Preparando-se para o Futuro:
Para se
alcançar um novo patamar de eficiência, as tecnologias que até
então eram empregadas para dar suporte à infraestrutura elétrica
passarão a ser essenciais, como a combinação da Tecnologias de
Informação e da Tecnologia da Comunicação (TICs), que suportarão
a utilização em larga escala de medidores eletrônicos inteligentes
e sensores.
Essa nova
infraestrutura tecnológica permitirá a melhor administração do
sistema elétrico - ativos, energia e serviços ao consumidor -
resultando em uma maior eficiência técnica, econômica, social e
ambiental.
Está
previsto para julho/2012 o resultado de uma audiência pública da
Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), em Brasília, que
objetiva alavancar uma cadeia de investimentos destinada a fazer do
Brasil o quarto maior mercado mundial de redes de energia
inteligentes (atras apenas de Estados Unidos, China e a Europa).
O volume
de investimentos nas smart grid, no intervalo de uma década, poderão
atingir US$ 36,6 bilhões até 2022. Especialistas, governo e
concessionárias são unânimes ao anunciar a tecnologia como uma
revolução na relação entre clientes e distribuidoras que tornará
o consumo mais eficiente.
A solução
poderia até tornar o horário de verão obsoleto uma vez que, com o
prevê a ANEEL, implementando o smart grid deve reduzir em 5% o
consumo residencial no horário de pico, entre 18h e 21h. Todavia,
para atingir esse ponto de implementação, levará algo em torno de
10 anos. Depois dos medidores inteligentes de consumo, qualquer
consumidor saberá o quanto de energia está gastando a qualquer
momento e o valor pago por ela. Estudos mostram que o maior estímulo
à economia de luz é fazer com que os consumidores saibam quanto
estão gastando. É por isso que o smart grid foi capaz de diminuir
consideravelmente o consumo onde foi implementado.
Como
resultado das iniciativas, várias empresas internacionais
fabricantes de equipamentos, como por exemplo a Elster e Landis+Gyr,
a Fujitsu, ATC de Hong Kong, vem anunciando o desenvolvimento de
soluções para Smart Grid como nova linha de negócios no mercado
brasileiro e várias empresas concessionárias não esperaram pela
efetiva regulamentação para fazer incursões experimentais na
solução: quase todas as grandes distribuidoras já têm
projetos-piloto — em cidades como Rio, Aparecida (SP) e Parintins
(AM). Estimas-se que mais de um milhão de medidores inteligentes já
estejam em funcionam no Brasil.
A mudança
mais sensível para os consumidores residenciais será, de fato, os
medidor inteligentes: sai o antigo aparelho eletromecânico, com
números rodando e informações nem sempre precisas, entra o medidor
eletrônico, que exibe em tempo real o consumo da casa, utilizando
não só a própria rede elétrica, mas também, paralelamente, redes
de telecomunicações, para trânsito das informações. Eles tem
processador e memória e terão custo entre R$200 e R$300 por
unidade.
Já com
respeito ao que concerne aos Veículos Elétricos, talvez seja
interessante darmos uma olhada nas definições emitidas no contexto
do padrão norte americano da IEEE 2030™ de 2011, uma vez que ainda
não existe regulamentações e normalizações próprias do Brasil e
que, dentro dos cronogramas de execução, questões relacionadas aos
VEs são, em geral, consideradas como a última etapa de
implementação.
A padronização IEEE 2030-2011:
A
padronização IEEE 2030-2011 centra-se em uma abordagem sistêmica
de nível de compreensão e de orientação para os componentes de
interoperabilidade de comunicações, sistemas de energia, e
plataformas de tecnologia da informação (ver figura a seguir). Este
guia vê o Smart Grid como um grande "sistema de
sistemas" complexo e fornece orientações para navegar pelas
diversas vias de projeto de smart grid ao longo do sistema
elétrico, das cargas e das aplicações de uso final. Este padrão
de interoperabilidade estabelece as bases para a expansão do nível
de aplicações do smart grid mostrado na figura, que fornece
uma plataforma para qualquer número de aplicações de smart
grid, ou seja, infraestrutura de medição avançada, Veículos
Elétricos Plug-in e outras “N” aplicações de redes
inteligentes.
No que
concerne aos termos de privacidade e segurança, as informações,
como dados de uso (da energia elétrica), podem ser adequadamente
redigidos, agregados de forma anônima, tal que não fique mais
vinculado ao que se define como “Informação Pessoal
Identificável”. Tais dados anônimos servem a propósitos críticos
da criação de estatísticas e análise de tendências com base em
informações precisas. No entanto, as oportunidades e as incidências
de abuso intencionais e não intencionais sobre Informação Pessoal
Identificável, têm sensibilizado as pessoas para a necessidade de
salvaguardar os atributos de privacidade de todos os dados. Se não
for devidamente anonimizados, até mesmo dados como uso de aparelho
elétrico ou horários de tarifação de Veículos Elétricos pode
constituir uma violação de privacidade.
Recentemente,
a McAfee anunciou um relatório detalhando as ideias de líderes da
indústria de segurança em TI sobre a situação da segurança de
dados no sistema de energia elétrica. O relatório é inteligente
contra as ameaças cibernéticas à redes, especificamente em
relação as ameaças de Smart Grid e analisa como as antigas
redes são um alvo preferencial de ataques e como a segurança deve
funcionar a partir desses sistemas críticos. A rede elétrica é a
coluna principal em que tudo repousa. Um cibercriminoso pode
enfraquecer uma grande cidade com um único ataque na rede elétrica
e, assim, comprometer tudo, desde as luzes e aparelhos em casas, até
monitores cardíacos nos hospitais e sistemas de defesa aérea (vide
caso de “ficção científica” apresentada no filme de Hollywood
“Duro de Matar 4”). Mcafee - Smarter Protection For The Smart Grid
A IEEE
2030-2011 define as várias Entidades envolvidas na Modelo de
Referência Conceitual, de modo que nas nas Redes Elétricas
Inteligentes, cada tipo de cliente pode ter a combinação de várias
entidades empregadas na sua aplicação. Estas entidades são
dependentes do tamanho e do tipo de cliente, bem como das características
de suas ligações ao Sistema Elétrico. A entidade denominada DER
(Distributed Energy Resource) inclui todo o contexto de
distribuição do sistema interligado de geração e de armazenamento
e pode exigir uma interface com o domínio de mercado. Pela IEEE
2030-2011, um Veículo Elétrico Plug-in (PEV) pode ter as
características de uma carga ou cliente DER.
Pela
Perspectivas de Arquitetura de Interoperabilidade do Sistema Elétrico
da IEEE 2030-2011, os Veículo Elétrico Plug-in são
descritos tanto como Carga, quanto como Fonte / Armazenamento para
fornecer energia para a rede para equilibrar a oferta de energia.
Cargas podem ser eletrodomésticos, controles de bombas, HVAC, PEVs,
etc. As cargas podem estar localizadas em instalações industriais,
instalações comerciais, ou residências.
PEVs são considerados como uma carga quando o veículo está
estacionário e energia é demandada a partir da rede para carregar
as baterias. Dimensionamento correto das redes de distribuição de
utilidades, com previsão de adoção PEV é importante para evitar
picos inesperados de consumo de energia quando PEVs entram
operação de carregamento.
Já, na perspectiva do modelo de comunicação, as cargas podem se
comunicar através de redes locais usando uma variedade de
tecnologias. Estas redes oferecem funcionalidades para troca de
informações para gerenciamento de carga. O caso móvel /
itinerância também é considerada quando PEVs precisam
acessar o carregamento, o faturamento e informações de
posicionamento.
No âmbito das Tecnologias de Comunicação, na CT15 da IEEE
2030-2011 é descrita a Interface de Serviço de Energia (ESI) /
Redes nas Instalações dos Cliente (CPN) para o caso dos PEVs, que
proporciona a conectividade entre o ESI (que pode ser um dispositivo
autônomo ou pode ser integrado no medidor inteligente si) e do
Equipamento de Carregamento de Veículo Elétrico (EVSE) e / ou
diretamente do Veículo Elétrico (EV) a fim de apoiar funções
como carregamento, tarifação, limitação de carga, armazenamento e
informações de posicionamento.
Supõe-se que o EVSE (também conhecido como a estação de carga) seja uma parte do CPN, e provavelmente ligado ao Sistema de Gerenciamento
de Energia (EMS) ou a um sistema semelhante na instalações do
cliente. Na CT15, considera-se apenas o caso em que o EV esteja
fisicamente localizado em uma dada instalação com um EVSE que é
capaz de comunicação com o ESI.
Note-se que a ESI / CPN descrita pode se comunicar com o veículo não
só quando ele está localizado nas instalações do cliente (por
exemplo, estacionado ou conectado a um local de estação de
carregamento), mas também quando o veículo está móvel (por
exemplo, para suportar serviços móveis como carregamento,
faturamento, diagnóstico e informações de posicionamento). Na IEEE
2030-2011, existem outros links / caminhos na arquitetura de
referência que lidam com o caso de se eventualmente comunicar com o
veículo enquanto ele está móvel (por exemplo, a CT53 e a CT18).
A entidade medidor inteligente / ESIs executam uma variedade de
tarefas de medição inteligentes. O medidor inteligente é
normalmente parte da Infraestrutura de Medidores Inteligentes (IAM).
A função ESI (opcionalmente localizado dentro do medidor
inteligente) atua como gateway de comunicação entre a Rede
de Área de Vizinhança (NAN) e a CPN, que inclui os Sistemas
Eletroeletrônicos Prediais e Residenciais (HBES), cargas, PEVs,
e redes de clientes DER.
O equipamento a ser monitorado e / ou controlado pode ser limitado a um medidor inteligente, ou o monitoramento / controle pode ser estendido para equipamentos do
cliente, tais como refrigeradores, condicionadores de ar, e Veículos
Elétricos Plug-in, etc.
Na Aneel, está disponível desde 19/07/2012, no sítio da Agência,
o folder trilíngue da instituição, produzido em inglês e
espanhol, além do português, a publicação visa a apresentar a
missão da agência, suas atribuições e diretrizes, além de
explicitar detalhes sobre o funcionamento da autarquia. O texto em
três idiomas tem como objetivo aproximar a ANEEL dos agentes
internacionais do mercado de energia elétrica, oferecendo a eles
informações para compreenderem de que forma é realizada a
regulação do setor no Brasil. ANEEL FOLDER
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