Uma Rede Elétrica Mais Inteligente e Confiável

Enquanto o mundo trabalha para gerenciar a transição energética, as formas como geramos e consumimos energia estão prontas para uma mudança radical. A rede elétrica que fornece essa energia também precisa mudar, tornando-se mais inteligente para se adaptar às novas fontes de geração e manter a confiabilidade.

As fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar, introduzem variabilidade na oferta, visto que a intensidade de incidência solar ou ventos variam conforme o dia. A ascensão de veículos elétricos, data centers maiores e a eletrificação generalizada também estão aumentando a demanda sobre a rede. Ao mesmo tempo, eventos climáticos severos cada vez mais frequentes potencializam a probabilidade de interrupções de energia mais generalizadas.

Ao longo das mudanças, as redes devem continuar a fornecer energia de uma forma confiável. Quando as pessoas ligam um interruptor, esperam que as luzes se acendam. Quando não acendem, os consumidores e órgãos regulatórios percebem. A rede deve se tornar mais flexível e resiliente para lidar com essas mudanças. Em resumo, ela deve se tornar mais inteligente, isto é, ter acesso às informações necessárias para controlar e fornecer energia com segurança a todos os clientes com tempos de parada mínimos.

No setor elétrico, a confiabilidade é medida por meio do Índice Médio da Duração de Interrupções no Sistema (SAIDI), que fornece o número médio de minutos que um cliente típico em uma região fica sem energia ao longo de um ano.

A capacidade de coletar informações adicionais sobre o fluxo de eletricidade em uma rede pode ajudar a localizar fios defeituosos e reduzir o tempo necessário para religar a energia quando algo dá errado, diminuindo o tempo de interrupção e melhorando a confiabilidade.

Os sensores fornecem informações essenciais sobre os níveis de tensão e corrente que percorrem um circuito em um ponto específico ao longo da linha. Essas informações podem possibilitar uma rede mais resiliente de várias maneiras.

Manutenção superior

Alguns sensores podem detectar flutuações intermitentes na corrente que não desarmam o circuito, mas indicam o potencial de uma falta de energia no futuro. Ao coletar dados sobre o acúmulo dos picos de corrente, os fornecedores de eletricidade podem definir limiares para alertas e reparar ou substituir equipamentos com defeito antes que eles causem interrupções.

Após a recente aquisição da pioneira alemã em redes inteligentes Kries, a TE Connectivity também desenvolveu um dispositivo que pode detectar uma descarga parcial, um precursor de falhas intermitentes. Quando combinados com os recursos de sinalização remota, esses dispositivos fornecem aos fornecedores de eletricidade ainda mais informações para ajudar a evitar falhas em primeiro lugar. Além de aumentar a confiabilidade, a redução do número de falhas de aterramento pode reduzir as chances de essas falhas provocarem incêndios florestais em climas secos.

Localização mais rápida das falhas

No passado, a detecção de falhas em sistemas de distribuição exigia a verificação manual das notificações de circuitos defeituosos nas unidades principais em anel (RMUs), ou gabinetes de dispositivos de manobra montados em painéis, que ficavam entre as subestações e os transformadores fora das residências e empresas. A instalação de sensores denominados indicadores de circuito defeituoso (FCIs) nas linhas de energia pode ajudar a localizar problemas com mais precisão, fornecendo uma oportunidade de isolar a falha e redirecionar a energia para partes do circuito que podem recebê-la com segurança. Com a redução do tempo necessário para localizar a falha, os trabalhadores podem entrar no local mais rapidamente, redirecionar a energia conforme apropriado e começar a corrigir o problema.

Habilitar o redirecionamento remoto

A adição de módulos de manobra remota às RMUs pode acelerar ainda mais o processo. A capacidade de controlar interruptores de circuito remotamente permite que as empresas de energia redirecionem um circuito em caso de falha, sem ter que enviar pessoal para fazê-lo. Sistemas de computadores capazes de automatizar a manobra remota podem acelerar ainda mais os tempos de resposta, uma vez que podem redirecionar a energia de modo inteligente assim que detectam uma falha.

O redirecionamento automatizado também é útil para fornecer energia para infraestruturas essenciais como hospitais ou sistemas de ventilação em túneis. Nesses casos, os circuitos que alimentam essas instalações podem ser conectados a uma fonte de eletricidade de reserva. Quando o sistema detecta uma falha, ele pode desconectar a linha de alimentação defeituosa automaticamente e conectar outra saudável, restaurando a energia em segundos: basicamente, um equivalente em grande escala de um gerador de uma casa inteira.

O redirecionamento automático é um pré-requisito para equilibrar as cargas elétricas em uma smart grid suprida por uma combinação cada vez mais variada de fontes de energia. Para incorporar as cargas intermitentes das fontes de energia renováveis, os fornecedores de eletricidade precisarão ser capazes de processar informações em tempo real para equilibrar a oferta e a demanda. Informações para incorporar à rede essas fontes de energia mais amplamente distribuídas também serão necessárias. As usinas centralizadas que fornecem energia atualmente podem ajustar a produção com base na demanda da área atendida. Para manter um fornecimento estável de eletricidade quando a oferta e a demanda flutuam em uma série mais ampla de fontes, os fornecedores devem ter uma visibilidade mais clara de todo o sistema de geração e distribuição de energia.

Os dados que os sensores coletam também podem informar planos para mudanças fundamentais na rede, à medida que a dinâmica de oferta e demanda da eletricidade continua a mudar. Além disso, dados de qualidade superior podem dar suporte a tarefas de longo prazo como planejamento de expansões ou manutenção da rede. Sem saber exatamente quais são as necessidades de uma rede de distribuição local, é praticamente impossível atualizar o hardware eficientemente. Entendendo melhor onde a demanda está crescendo na rede, os fornecedores têm mais facilidade para determinar se podem direcionar a energia com mais eficácia na infraestrutura atual ou se precisam expandi-la para continuar atendendo aos clientes efetivamente.

No futuro, a combinação entre inteligência e manobra automatizada poderá ajudar a incorporar modelos alternativos de fornecimento de energia em um mundo cada vez mais eletrificado. A introdução da geração modular da energia em larga escala nas redes inteligentes pode ajudar a restaurar o fornecimento a áreas atingidas após desastres naturais. Também é possível que a rede direcione de modo inteligente o excesso de energia para instalações de armazenamento em baterias para complementar a oferta quando a demanda aumentar. Dessa forma, abre-se o caminho para soluções criativas, como o uso de baterias de veículos elétricos ou fontes de alimentação ininterruptas domésticas que atuariam como uma bateria distribuída quando estão ociosas, fornecendo flexibilidade adicional para preencher a lacuna quando a produção renovável é reduzida.

É um futuro que pode não estar tão distante quanto parece. Em muitos casos, é possível modernizar os equipamentos atuais com os dispositivos e sensores mais modernos, integrando mais inteligência à rede mais cedo e a um custo mais baixo. As modernizações podem fornecer valor de forma imediata, acelerando a localização de falhas e aumentando a confiabilidade hoje, ao mesmo tempo que preparam as bases para um futuro energético mais resiliente.