Mas afinal, o que é Smart Grid e como funciona na prática?

Eng. Jonathan Degani

Eng. Jonathan Degani

CTO da Brasil ao Cubo
Criando inovação na Construção Civil

1 de janeiro 2020

De uns tempos para cá você deve ter ouvido cada vez mais a respeito de placas solares, energia eólica, micro geração e talvez até tenha alguma destas soluções em sua casa. Devido a este crescimento na pulverização da geração de energia elétrica, o antigo sistema de rede (grid) unidirecional já não supre as novas necessidades.

Para você entender os novos agentes deste sistema, como eles se comportam e quais as mudanças futuras, fiz este artigo que traz fatos e análises dos caminhos que temos pela frente. Os potenciais deste novo conceito de Smart Grid para a sustentabilidade e maior eficiência energética são enormes e você não quer estar por fora.

Dentre outras coisas, trarei a você o conceito de Smart Grid, Smart metering e gestão de redes. Tratarei também os desafios para as atuais concessionárias de energia frente a tantas mudanças nos padrões de consumo e micro geração. Sem dúvida, este é um dos setores que passa por grandes incertezas e possibilidades.

Smart Grid 1

Conceito Smart Grid

O conceito de Smart Grid, que em inglês significa rede inteligente, se refere à rede inteligente de geração, distribuição e consumo de energia elétrica. Mas, afinal, o que é ser uma rede inteligente? Ao se nomear desta forma, se entende que a rede possui capacidade de controlar as entradas e saídas de forma mais dinâmica e eficiente.

Detalhando um pouco mais, as Smart Grids possuem a capacidade bidirecional de fluxo energético. Ou seja, é uma rede que pode tanto levar energia a uma casa, por exemplo, quanto distribuir a energia gerada por suas placas solares ou outros tipos de geradores, passando pelo seu smart meter, um medidor bidirecional.

Smart Grid 2

Desta forma ela passa a não ser mais um rio que tem a direção da corrente definida. Ela se torna mais como um grande lago onde cada um pode tanto pegar água quanto contribuir com a água que não usa. A diferença é que o lago tem capacidade de armazenamento e a nossa rede atual não tem.

Isso nos leva a uma outra questão importante: o armazenamento de energia. Por isso também explicarei a você sobre o que temos hoje de tecnologias de baterias, capacitores e supercapacitores.

Banco de energia

Para você entender a importância do armazenamento de energia neste cenário de micro geração, basta comparar os horários de geração com os horários de consumo. Em um prédio residencial o maior consumo ocorre no início da noite, quando as pessoas voltam do trabalho, tomam banho, cozinham, etc. No entanto, a geração maior é durante o dia.

Esta assincronia faz com que a energia gerada numa residência durante o dia seja maior do que a demanda naquele período e a noite seja menor que a demanda. Existem então duas principais possibilidades: o excedente gerado durante o dia pode ser jogado na rede ou armazenado em um banco de bateria.

Os bancos de baterias hoje ainda têm um custo elevado se comparado com o valor global do sistema. Por este motivo, em muitos prédios a própria rede elétrica serve de banco de energia. Durante o dia ela recebe e credita o excedente dos microgeradores e já vende esta energia para quem precisa naquela hora e a noite ela fornece energia para todos.

Existe muita pesquisa para desenvolver os supercapacitores. A sua utilização possibilitará o armazenamento de grandes cargas de energia. Além disso, estes componentes têm a capacidade de se carregarem em segundos e disponibilizar a energia na mesma velocidade.

Nova utilidade da rede

Hora ela recebe e distribui os excedentes, hora ela fornece para os microgeradores que não conseguem gerar naquele horário. Para isso, é claro, é cobrada uma taxa que varia de concessionária para concessionária. Mas você pode estar pensando, e se todos tiverem gerando e tiver mais energia do que demanda?

A verdade é que muitas mudanças, tanto de tecnologia como de modelos de negócio, ocorrerão até lá e é difícil de se prever. Mas, para se tornarem competitivas e não fazer com que os clientes optem por serem off grid (se desliguem da rede), a nossa rede tem que se tornar Smart.

O que é ser Smart

Smart Grid 3

A inteligência da rede se refere a fatores como a gestão da demanda de carga, a otimização da combinação da energia das micro geradoras com grandes geradoras, etc. Isso se faz através de sensoriamento e monitoramento dos sistemas de geração, distribuição e consumo.

A empresa de tecnologia AQTech é especialista em soluções para gestão e aumento de rentabilidade de geração de energia. Ela desenvolve, além do hardware para sensoriamento, o software para análise com inteligência artificial. São soluções como estas que, em conjunto com outras soluções, possibilitam a rede se tornar uma Smart Grid.

Os grandes geradores de energia sempre foram monitorados. No entanto, a distribuição e consumo vem sendo cada vez mais monitorados e são o passo necessário para tornar o sistema inteligente como um todo.

O monitoramento destes elementos torna viável as análises de padrões de consumo. Além disso, também reduzem o tempo de resposta do sistema a determinados cenários como quedas e picos de demanda. Desta forma são minimizadas as chances de faltas de energia e instabilidades nas redes, facilitando inclusive, o serviço das equipes de manutenção.

Alterações no Padrão de Cobrança

O que já ocorre para grandes consumidores em relação a variação da tarifa conforme o horário, é que, muito provavelmente ocorrerá para médios e pequenos consumidores. Isso traz a lei da oferta e da procura para o contexto da demanda de energia elétrica. Em momentos onde houver muita oferta e pouca demanda a tarifa diminui e vice-versa.

Com isso, nós consumidores somos incentivados a usar mais quando tem mais oferta, e poupar quando se está gerando pouca energia. Desta forma, contribui-se para equilibrar o consumo e diminuir os picos de demanda e a ociosidade da rede em horários de baixa, tornando o sistema mais eficiente como um todo.

Outra possibilidade é haver concessionárias de energia como existem operadoras de celular. Em países como na Austrália a distribuição é feita por uma companhia, mas a venda ao consumidor final pode ser feita por diversas “operadoras” de energia. Estas empresas oferecem planos diferentes que atendem públicos diferentes.

Alguns destes planos tem limites de consumo, outros têm horários com tarifa mais baixa, outros tem a taxa mínima menor e assim por diante. Desta forma, o consumidor final pode optar pelo plano que o atende melhor.

Monitoramento do seu Consumo

Prevendo este cenário, empresas como a Brasil ao Cubo já oferecem aos seus clientes, sistemas de monitoramento do consumo elétrico. Este sistema é capaz não só de apresentar o consumo total mensal, mas também em que dias e horários houve os maiores consumos e de que pontos que geraram este consumo.

Hoje trabalhamos para desenvolver algoritmos que auxiliem o dono ou gestor do prédio a otimizar o consumo e a sua geração de energia, diminuindo perdas e economizando recursos. Através disso, tornamos o consumidor mais inteligente e contribuímos para a rede também.

Continue se informando a respeito deste tema pois haverá muitas mudanças neste cenário nos próximos anos. Junto com estas mudanças vêm muitas oportunidades de negócio e direcionamentos de mercado importantes para o nosso setor. Afinal, a energia é a base para toda e qualquer atividade e tem um impacto econômico muito grande.