As redes inteligentes do futuro

Um mundo cada vez mais urbanizado e sedento de energias renováveis exige redes mais eficientes e fiáveis, em que o transporte de energia se faça em concordância com os fluxos de informação. Estas redes eléctricas de amanhã estão a nascer hoje.

O nascimento e o auge das redes inteligentes (ou "smart grids") está muito relacionado com o processo de adaptação e modernização das redes energéticas actuais, seguindo critérios de optimização de recursos, eficiência, sustentabilidade, capacidade e fiabilidade. O seu desenvolvimento é indispensável para garantir uma maior presença das energias renováveis, devido às suas particularidades, e da utilização sustentável das mesmas.

A transição de uma rede eléctrica clássica para uma rede "inteligente" apoia-se em diversas tecnologias de vanguarda, em que as TIC (Tecnologias de Informação e Comunicação) funcionam como coluna vertebral. É a informação que proporciona "inteligência" à rede. Os sistemas avançados de automação e controlo complementam a referida tecnologia, que exige também uma consciencialização social e, portanto, a participação activa dos consumidores, e um quadro regulador adequado que incentive o seu funcionamento.

Actualmente, o desenvolvimento das redes inteligentes apoia-se em vectores estratégicos, tais como a integração das energias renováveis no "mix" energético geral, a gestão preditiva e preventiva dos activos, a mobilidade eléctrica, os meios de transporte sustentáveis, a automação das redes de distribuição e, por último mas não menos importante, a tendência crescente da gestão inteligente da procura e do consumo.

O desenvolvimento das energias renováveis necessita da distribuição através de redes inteligentes

1. Integração das energias renováveis

A produção de energia de origem não fóssil (como a solar ou a eólica) conta com o inconveniente da imprevisibilidade do fornecimento, uma vez que depende de forças naturais. Na altura de transformar a energia em electricidade, esta incerteza pode provocar graves problemas de estabilidade nas redes ou mesmo uma falha de fornecimento, especialmente quando é elevada a percentagem de energia renovável em serviço.

É aqui que são fundamentais as redes inteligentes, para garantir a estabilidade tanto do transporte como da distribuição. Por exemplo, as soluções de armazenamento de energia permitem conservar o excedente energético em momentos de grande produção, e introduzi-los na rede quando a produção é mais escassa. Os sistemas de controlo e automação associados a estas soluções permitem que o sistema armazene energia ou a liberte na medida certa em função da informação que recebe a cada momento. Adicionalmente, o controlo e a monitorização das fontes renováveis permite, por um lado, limitar a indisponibilidade de energia por motivos de imprevisibilidade, e, por outro, aumentar a eficiência operacional destes recursos.

Um exemplo de integração bem sucedida de energia renovável numa rede inteligente é o projecto Gorona del Viento, que satisfará as necessidades energéticas da ilha de El Hierro, nas Canárias, unicamente com energia hídrica e eólica.

Graças aos equipamentos eléctricos, de controlo e de monitorização fornecidos pela ABB, toda a energia produzida e consumida em El Hierro será de origem renovável, garantindo um abastecimento eficiente e fiável.

2. Gestão de activos

Tradicionalmente, os activos materiais que formavam parte da rede eléctrica eram geridos reactivamente. Isto é, a manutenção era efectuada após falha dos componentes ("repara-se quando falha") ou por período temporal ("está na altura de substituir"). No quadro de utilização eficiente de recursos, as empresas de electricidade cada vez necessitam mais da aplicação de estratégias preventivas e preditivas dos seus activos, sendo a monitorização e o controlo, por esse facto, críticas para o seu êxito.

Os sistemas de controlo e de fluxo de informação que devem fazer parte de uma rede inteligente permitem monitorizar os sistemas e seus equipamentos em tempo real, pelo que, a todo o momento, se pode conhecer o estado dos componentes e substituí-los ou repará-los antes de eventuais falhas, prolongando a sua vida útil e minimizando as interrupções do fornecimento de electricidade e as avarias.

Como exemplo, e a partir dos sistemas de monitorização individuais de transformadores TEC, a ABB desenvolveu um sistema centralizado para grupos de transformadores que serve para proporcionar informação precisa sobre certas variáveis do estado real dos transformadores, planificar a manutenção de acordo com o mesmo e, por fim, prolongar a sua vida útil e a sua disponibilidade para o serviço.

Para esta gestão inteligente dos activos o software é fundamental. As recentes aquisições da Mincon e da Ventyx pela ABB ampliam e melhoram a oferta da empresa em redes inteligentes.

3. Mobilidade sustentável

A aposta na "e-mobility", ou meios de transporte sustentáveis, baseia-se na utilização de veículos pouco poluidores e alimentados principalmente por energia eléctrica. A tendência para substituir os combustíveis fósseis pela electricidade exige a incorporação dos transportes na rede eléctrica. As redes inteligentes são fundamentais para que esta integração seja eficiente e fiável, e garanta a capacidade de abastecimento necessária.

São várias as tecnologias da ABB que contribuem para facilitar a melhoria da eficiência nos transportes. Tem, por exemplo, sistemas capazes de devolver à rede, em forma de electricidade, parte da energia acumulada pela travagem dos comboios. No transporte naval, há soluções que permitem ligar os navios atracados à rede eléctrica terrestre, evitando o consumo de combustível e as consequentes emissões de CO2 enquanto durar a permanência no porto.

No entanto, a maior revolução no campo da mobilidade sustentável é o veículo eléctrico. A crescente popularidade dos automóveis e motociclos eléctricos pressupõe um enorme desafio para as redes eléctricas, que têm de satisfazer uma maior procura de electricidade, num quadro em que são absolutamente essenciais a fiabilidade do fornecimento e a gestão eficiente dos recursos.

A instalação de postos de carregamento de veículos eléctricos, tanto em áreas privadas como em espaços públicos, permitirá, por exemplo, um melhor aproveitamento da electricidade nas chamadas "horas de vazio": durante a noite, quando a procura de electricidade tende a diminuir, os utilizadores podem carregar as baterias dos seus veículos. O aparecimento de "electrolineiras", como alternativa às gasolineiras actuais, oferecerá aos consumidores carregamentos rápidos e eficientes graças aos sistemas de carga em corrente contínua.

4. Automação das redes de distribuição

Outro dos aspectos chave das redes inteligentes é a automação das redes de distribuição. Actualmente, as redes inteligentes já operam na escala superior do sistema de abastecimento de electricidade (redes de transporte) mas, todavia, há ainda um longo caminho a percorrer para alargar essa automação aos níveis de distribuição e consumo doméstico.

No que diz respeito à distribuição, a ABB está a executar projectos de automação e controlo a nível de subestações, utilizando as suas unidades RTU – é o caso, por exemplo, do projecto que está em curso em Portugal, com a EDP. Trabalha-se também activamente para, como acontece na subestação Corredoira, em Espanha, garantir a interoperabilidade de equipamentos de controlo de diferentes fornecedores com respeito ao protocolo IEC61850, que têm de coexistir neste tipo de redes.

Este tipo de actuação em subestações consiste na instalação de servidores, sistemas de controlo e dispositivos de comunicação baseados em GPRS para controlar remotamente os sistemas. Inclusivamente, a automação permite à unidade de controlo e protecção tomar o controlo activo da aplicação em caso de avaria simples, sem necessidade de intervenção humana.

5. Consumo inteligente

Se tudo o que atrás foi dito explica o estado actual das redes inteligentes, o que falta descreve o futuro desta tecnologia – um futuro que, de qualquer forma, está já ao virar da esquina.

As redes inteligentes permitem o consumo e a gestão inteligente da procura de electricidade. Como o fluxo de informação que circula na rede é bidireccional, o utilizador poderá conhecer, em tempo real, toda a informação sobre a oferta energética e o preço do kWh, podendo assim tomar as decisões mais convenientes sobre o consumo.

Como conclusão, o desenvolvimento das redes inteligentes enquadra-se perfeitamente nas grandes políticas energéticas mundiais, e, mais concretamente, nas da União Europeia. Assim o entende também a ABB, que identificou o mercado das redes inteligentes como um segmento importante de crescimento, e, por isso, como uma oportunidade estratégica de primeira linha.

Inés Romero
Carlos de Palacio*

* ABB Espanha, in "Mundo ABB " N.º 12, 2012

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