A transição energética não só altera as tecnologias de geração de energia que usamos, como também requer que as redes elétricas sejam atualizadas. Hoje, ao invés de uma dúzia de usinas elétricas de larga escala, um coletivo enorme de usinas elétricas alimenta nossa rede: vários milhares de parques de energia eólica e mais de 2,6 milhões de sistemas fotovoltaicos foram instalados apenas na Alemanha, e a tendência ao crescimento desse número é acentuada. Isso torna nossa geração de energia dependente do clima: em dias sem vento ou nublados, o fornecimento de energia pode não atender a demanda, levando a gargalos, ou pior, a apagões. Para manter a frequência da rede em estáveis 50,2 hertz, os operadores precisam de previsões de rendimento. A inteligência artificial (IA) ajuda a processar essas informações altamente complexas e integrá-las ao sistema de energia.
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Exibição EM-Power Europe (Foto: Solar Promotion GmbH)
Com milhões de instalações solares, wallboxes, bombas de calor e sistemas de armazenamento residencial e baterias de carros que algum dia conseguirão alimentar eletricidade de voltaàrede, o sistema de rede elétrica atual já é tão complexo que os operadores de rede e serviços de utilidade pública estariam perdidos sem seus sistemas digitalizados. Quanto mais eles sabem quando, onde e como a eletricidade está sendo produzida, alimentada na rede e demandada pelos consumidores, com mais precisão eles conseguem alinhar o seu fornecimentoàdemanda. Isso também os torna mais lucrativos, já que compensar pela falta de energia é caro. Quando a geração não cobre o consumo dentro de um grupo de compensação, os operadores de rede são forçados a pagar pelos custos de compensação. Quanto mais precisa for a previsão do tempo e do rendimento para as usinas de energia solar e eólica, mais sucesso as empresas terão. Pessoas físicas que queiram otimizar seu autoconsumo usando baterias ou consumidores controláveis como carros elétricos ou bombas de calor também requerem previsões para determinar para que a eletricidade deve ser usada. O mesmo acontece para a gestão de energia predial.
Previsão do tempo para o setor de energia
Na EM-Power Europe, exibição internacional de gestão de energia e soluções energéticas integradas, empresas de todo o mundo apresentam conceitos de digitalização bem como tecnologias inovadoras e serviços para a rede otimizada do futuro. “O aprendizado de máquina e a IA desempenham um papel crucial na previsão de irradiação”, explicou Jan Remund, chefe do Departamento de Energia e Clima da Meteotest AG, provedora suíça de previsão do tempo. A empresa consegue prever o movimento das nuvens combinando modelos físicos com algoritmos de autoaprendizado baseado em imagens de satélites. “A precisão dos modelos físicos para as próximas horas é bastante alta. Quanto maior o intervalo de tempo, menor precisão terão as previsões”, afirmou Remund. Sua empresa coleta dados de irradiação e temperatura e os usa para fazer análises, traçar perfis e realizar previsões que podem ser integrados no respectivo software de controle ou monitoramento fotovoltaico. As empresas podem usar as previsões do tempo como base para calcular irradiação solar usando o software exclusivo ou comprar tais cálculos. Os operadores de rede contam com as previsões de irradiação para equilibrar a entrada e saída da rede com base nas previsões de produção e demanda.
A meteocontrol, empresa especialista em monitoramento e previsão do sul da Alemanha, faz cálculos de rendimento com base em dados de diferentes provedores de previsão do tempo. A empresa também investiga como aerossóis, como cinzas, e areia afetam a formação das nuvens. “Nos dias 3 e 4 de março de 2021, nosso projeto de pesquisa “PermaStrom” exemplificou quão importante essa questão é”, afirmou Stijn Stevens, CEO da meteocontrol. “Havia muita poeira saariana na Europa nesses dois dias. Graças às previsões otimizadas, cerca de três milhões de euros foram economizados para equilibrar os custos de energia apenas na Alemanha.
A integração de aplicativos inteligentes e IA no sistema de rede elétrica cria uma inteligência digital coletiva. Ao combinar as previsões de geração e consumo de energia com a capacidade das usinas elétricas convencionais, os operadores de rede podem prever quando e onde as redes e os transformadores alcançarão sua capacidade máxima. Isso permite que eles tomem as precauções necessárias.
Consumidores proativos: importantes atuantes que são subestimados
Os consumidores proativos desempenharão um papel vital nos sistemas de energia do futuro: por exemplo, pessoas físicas particulares e lares domésticos podem alimentar a rede com o excesso de eletricidade de seus carros elétricos, contribuindo significantemente para a estabilidade da rede. A empresa Hive Power já oferece um software, chamado Vehicle-to-Grid, para retorno intermitente de eletricidade das baterias de carros para a rede. A inteligência artificial também ajuda nesse sentido: o software aprende quando os veículos estão em uso e quando não estão, permitindo alimentar eletricidade na rede quando há excesso de capacidade. Os consumidores proativos podem ganhar até 1.000 euros por ano dessa forma.
Tecnologia inteligente para prédios
As previsões de tempo e rendimento também são cruciais para a gestão de energia predial. As bombas de calor podem carregar o dispositivo de armazenamento de calor quando o sol está brilhando, e alimentar a energia no circuito de aquecimentoànoite. Com o software correto, as bombas de calor aplicam as previsões de rendimento fornecidas pelo sistema de gestão de energia aos cronogramas operacionais. Isso previne que as bombas de calor usem eletricidade fornecida pela rede para aquecer o armazenamento de energia térmica quando energia solar suficiente é esperada dentro da próxima hora. Outra possibilidade é cronometrar o carregamento dos veículos elétricos de modo que isso maximize o compartilhamento da energia solar. Os sistemas da Solar-Log são baseados no mesmo princípio. Eles fornecem autoconsumo ideal de energia para prédios de escritórios e instalações industriais através de armazenamento de bateria e cargas flexíveis, como bombas de calor ou estações de carregamento.
Além das empresas mencionadas acima, vários outros expositores apresentarão suas soluções de previsão do tempo e de rendimento, conexãoàrede e software de análise e monitoramento na EM-Power Europe em Munique, de 14 a 16 de junho. Os visitantes podem aprender sobre as possibilidades dos sistemas de previsão e monitoramento na sessão “Previsão e monitoramento: sempre um passo adiante” (“Forecasting & Monitoring: Immer einen Schritt voraus sein”) do fórum EM-Power Forum.
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