INTERFACE DE GESTÃO ATIVA DE CONSUMO ... - … · universidade federal do paranÁ setor de...
59
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA INTERFACE DE GESTÃO ATIVA DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA SMART-GRIDS Ian Mauro Concha Chia Vitor Teles Correia Curitiba - PR 2011
Transcript of INTERFACE DE GESTÃO ATIVA DE CONSUMO ... - … · universidade federal do paranÁ setor de...
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
INTERFACE DE GESTÃO ATIVA DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA SMART-GRIDS
Ian Mauro Concha Chia Vitor Teles Correia
Curitiba - PR 2011
Ian Mauro Concha Chia - GRR20054791 Vitor Teles Correia - GRR20054999
INTERFACE DE GESTÃO ATIVA DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA SMART GRIDS
Trabalho de conclusão de curso
apresentado como requisito parcial à
obtenção do grau de Engenheiro, do
Curso de Engenharia Elétrica, Setor de
Tecnologia, Universidade Federal do
Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Alexandre Rasi
Aoki
Curitiba - PR 2011
AGRADECIMENTOS
Agradecemos aos nossos familiares e às companheiras, pela compreensão
nos momentos difíceis e pelo apoio diante das adversidades, nos dando força para
superar os obstáculos.
Ao nosso orientador, Professor Dr. Alexandre Rasi Aoki, pela oportunidade de
desenvolver este tema sob sua orientação, pelos valiosos conselhos e auxílio
durante todas as etapas do desenvolvimento da monografia.
Ao amigo Fernando Dias, que se dispôs a nos auxiliar incondicionalmente em
inúmeras oportunidades, compartilhando seus vastos conhecimentos em
programação, os quais foram fundamentais para o desenvolvimento da interface.
Ao curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Paraná, pela
formação de qualidade, aos professores e a todos os amigos docentes e discentes
que marcaram esta trajetória ao longo do curso.
RESUMO
Diante da implementação eminente das redes inteligentes, proporcionada pelo
avanço das tecnologias de comunicação nas redes de distribuição, um novo
paradigma do sistema elétrico vem sendo formado, os smart grids. Em uma época
na qual as preocupações com sustentabilidade são cada vez mais crescentes, o
gerenciamento pelo lado da demanda de consumidores residenciais passa a ser
uma importante ferramenta de gestão de energia. Os smart grids viabilizam a
criação de sistemas de gestão de energia que ofereçam benefícios tanto aos
consumidores como às concessionárias. Desenvolvida a partir da medição do
consumo de energia em uma instalação elétrica de um consumidor residencial,
neste trabalho, é apresentada uma proposta de interface web para um sistema de
gestão de energia adequado aos paradigmas dos smart grid, de modo que sejam
apresentadas ao usuário informações que permitam visualizar e entender os gastos
com energia elétrica, desta forma podendo controlar e até mesmo adequar seus
hábitos de consumo.
Palavras-Chave: Redes Inteligentes, Gerenciamento pelo Lado da Demanda,
interface amigável, gerenciamento do consumo
ABSTRACT
Faced with the imminent implementation of intelligent grid, due to the improvement
of communication technologies in distribution networks, a new model of the electrical
system has been shaped, the smart grids. In an era where concerns about
sustainability are increasingly growing, the demand-side management of
residentialconsumersbecomesanimportanttoolforenergymanagement.Smart grids
enable the creation of energy management systems that offers benefits to both
consumers and utilities. Developed from the measuring or energy consumption in a
residential’s electrical wiring, this paper presents a proposal for a web interface of a
energy management system, suited to smart grids model, in order to present to the
user information to visualize and understand the expenses with electricity, thus being
able to control and even adjust their comsumption habits.
Key words: Smart Grids, Demand-Side Management, userfriendly interface, energy
management.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. ESQUEMÁTICO DE UMA RESIDÊNCIA CONECTADA À UMA REDE
INTELIGENTE .......................................................................................................... 22
FIGURA 2 – REDUÇÃO DE PICO ........................................................................... 29
FIGURA 3 – DESLOCAMENTO DE CARGA ........................................................... 29
FIGURA 4 – PREENCHIMENTO DE VALES ........................................................... 30
FIGURA 5 – CRESCIMENTO ESTRATÉGICO DE CARGA .................................... 31
FIGURA 6 – CURVA DE CARGA FLEXÍVEL ........................................................... 31
FIGURA 7 – CONSERVAÇÃO ESTRATÉGICA ....................................................... 32
FIGURA 8 – ILUSTRAÇÃO POSTOS TARIFÁRIOS................................................ 34
FIGURA 9 – ENTRADA RESIDENCIAL (REDES INTELIGENTES) ........................ 35
FIGURA 10 – VISTA FRONTAL DO ANALISADOR DE POTÊNCIA MARH-21 ...... 36
FIGURA 11 – CONEXÃO DOS ALICATES DE TENSÃO E CORRENTE DO MARH-
21 (FONTE: MANUAL DO USUÁRIO MARH-21) .................................................... 36
FIGURA 12 – CONEXÃO NA RESIDÊNCIA ............................................................ 37
FIGURA 13 – VISTA INFERIOR DO ANALISADOR DE POTÊNCIA MARH-21 ...... 37
FIGURA 14 – UNIFILAR DO APARTAMENTO ANALISADO .................................. 38
FIGURA 15 – ESTRUTURA UTILIZADA PARA CONCEPÇÃO DO SISTEMA ........ 39
FIGURA 16 – ILUSTRAÇÃO DO GRÁFICO DO CONSUMO DIÁRIO ..................... 41
FIGURA 17- ILUSTRAÇÃO DA ESTIMATIVA DE GASTOS .................................... 43
FIGURA 18 – TELA DE IDENTIFICAÇÃO DO USUÁRIO ........................................ 46
FIGURA 19 –TELA INICIAL DA INTERFACE .......................................................... 47
FIGURA 20 – PÁGINA INICIAL HISTÓRICO DE CONSUMO ................................. 47
FIGURA 21 – HISTÓRICO DE CONSUMO DIÁRIO ................................................ 48
FIGURA 22 – HISTÓRICO DE CONSUMO DIÁRIO DETALHADO ......................... 49
FIGURA 23 – HISTÓRICO DE CONSUMO SEMANAL ........................................... 50
FIGURA 24 – HISTÓRICO DE CONSUMO MENSAL.............................................. 51
FIGURA 25 – CONSUMO DO DIA 23 DE AGOSTO DE 2011 ................................. 52
FIGURA 26 – CONSUMO DO DIA 30 DE AGOSTO DE 2011 ................................. 52
FIGURA 27 – ESTIMATIVA DE GASTOS FATURA DE OUTUBRO DE 2011 ......... 54
FIGURA 28 – TELA DO CONTROLE DIRETO DE CARGA MOSTRANDO AS
OPÇÕES DE INÍCIO DE CICLO COM OS SEUS RESPECTIVOS VALORES PARA
A LAVA E SECA ROUPAS 9 KG ............................................................................. 55
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – VALORES DA TARIFA NOS DIFERENTES POSTOS. ....................... 40
TABELA 2– RECOMENDAÇÕES BÁSICAS DE USUABILIDADE .......................... 45
TABELA 3 – CÁLCULO PARA ESTIMATIVA DE GASTOS ..................................... 53
TABELA 4 – CÁLCULO ESTIMATIVA DA FATURA DE OUTUBRO DE 2011 ........ 53
TABELA 5- RECOMENDAÇÕES DE USUABILIDADE CONTEMPLADAS PELA
INTERFACE ............................................................................................................. 56
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................... 13
1.1 CONTEXTO ....................................................................................... 13
1.2 OBJETIVO GERAL ............................................................................ 14
1.2.1 Objetivos Específicos ................................................................... 14
1.2.2 Funcionalidades ........................................................................... 14
1.3 JUSTIFICATIVA ................................................................................. 15
1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA ...................................................... 15
2 SMART GRID ........................................................................................... 17
2.1 O QUE É SMART GRID ..................................................................... 17
2.2 MISSÃO ............................................................................................. 18
2.3 FUNÇÕES E OBJETIVOS ................................................................. 18
2.3.1 Motivar o gerenciamento pelo lado da demanda ......................... 19
2.3.2 Fornecer energia de melhor qualidade ao consumidor ................ 19
2.3.3 Acomodar a microgeração e armazenamento de energia ........... 20
2.4 TECNOLOGIA E INFRAESTRUTURA PARA SMART GRID ............. 21
2.5 ESTUDOS DE CASO ......................................................................... 22
2.5.1 França .......................................................................................... 23
2.5.2 Noruega ....................................................................................... 23
2.5.3 Estados Unidos ............................................................................ 23
2.6 IMPLEMENTAÇÃO DO SMART GRID NO BRASIL .......................... 24
3 GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA .................................... 26
3.1 CONCEITO ........................................................................................ 26
3.2 OBJETIVOS DO GLD ........................................................................ 27
3.3 MÉTODOS E VANTAGENS ............................................................... 28
3.3.1 Redução de Pico (Peak Clipping): ............................................... 28
3.3.2 Deslocamento de Carga (Load Shifting): ..................................... 29
3.3.3 Preenchimento de Vales (Valley Filling): ...................................... 30
3.3.4 Crescimento Estratégico da Carga (Strategic Growth): ............... 30
3.3.5 Curva de carga flexível ................................................................ 31
3.3.6 Conservação Estratégica ............................................................. 31
3.4 TECNOLOGIAS E OPORTUNIDADES DO GLD ............................... 32
3.5 TARIFAÇÃO BRANCA ....................................................................... 33
4 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................ 35
4.1 COLETA DE DADOS ......................................................................... 35
4.2 LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO E BANCO DE DADOS ............. 39
4.3 TARIFAÇÃO ....................................................................................... 40
4.4 MÉTODOS DE ANÁLISE DO CONSUMO ......................................... 40
4.4.1 Consumo Diário por Hora............................................................. 40
4.4.2 Consumo da Semana por Dia ...................................................... 41
4.4.3 Consumo Mensal por Dia ............................................................. 42
4.5 MÉTODOS DE CONTROLE DE CARGA ........................................... 42
4.6 MÉTODO DE ESTIMATIVA DE GASTOS ......................................... 42
4.7 MÉTODO DE ANÁLISE DE USABILIDADE DO SISTEMA ................ 44
5 ANÁLISE E RESULTADOS ...................................................................... 46
5.1 HISTÓRICO DE CONSUMO .............................................................. 47
5.1.1 Comparativo entre dois dias de consumo .................................... 51
5.2 ESTIMATIVA DE GASTOS ................................................................ 53
5.3 CONTROLE DIRETO DE CARGA ..................................................... 54
5.4 USABILIDADE DO SISTEMA............................................................. 55
6 CONCLUSÕES E SUGESTÃO DE TRABALHOS FUTUROS .................. 57
6.1 CONCLUSÕES .................................................................................. 57
6.2 SUGESTÃO DE TRABALHOS FUTUROS ........................................ 57
7 REFERÊNCIAS ........................................................................................ 58
13
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONTEXTO
As preocupações crescentes com sustentabilidade têm incentivado a
geração de energia a partir de métodos mais eficientes e a utilização de
equipamentos de uso final que consumam menos. Considerando ainda que o
armazenamento de energia elétrica não é viável do ponto de vista econômico, o
balanceamento entre a geração e a demanda deve ser constantemente ajustado em
tempo real. Além disso, a demanda ao longo do dia possui valores de mínimo
máximo consumo, onde o custo da geração de energia elétrica apresenta valores
variáveis, entre outras, devido aos limites de operação das unidades geradoras. De
uma forma geral, o mercado da energia opera de forma a maximizar o benefício
social (geradores e consumidores), porém o consumidor é atualmente cobrado por
um preço médio, que não representa o valor correspondente ao custo de geração
naquele instante. Uma vez que o sistema elétrico é dimensionado para atender aos
períodos de maior consumo (ponta), é facilmente perceptível que a utilização da
capacidade de geração não é realizada de maneira eficaz.
Quando o assunto é otimizar a utilização do sistema de potência, o
Gerenciamento pelo Lado da Demanda (GLD) é uma ferramenta importante a ser
considerada. Aliada à implantação das redes inteligentes, uma das vantagens a ser
destacada, é o surgimento de uma grande interação dos clientes com o sistema de
distribuição, escolhendo tarifas e fazendo gestão ativa a fim de adequar o consumo.
Considerando que as empresas passem a estimular o deslocamento do consumo
para outros intervalos, por exemplo através da adoção de postos tarifários com
valores (R$/kWh) variáveis, torna-se possível otimizar a geração de energia para os
patamares de consumo, proporcionando uma demanda adequada à capacidade
racional de geração e distribuição, racionalizando os custos e a utilização da rede
de distribuição, beneficiando o sistema como um todo.
A proposta deste trabalho é focada no desenvolvimento de um sistema que
permita que o consumidor e a concessionária trabalhem em parceria a fim de
racionalizar o consumo da energia elétrica, sendo possível controlar cargas (ou
equipamentos, tais como lavadoras, secadoras de roupa, ar condicionados, carros
14
elétricos), permitindo ao usuário configurar seu consumo de energia elétrica, de
modo a optar pela melhor utilização da energia, de acordo com a necessidade do
consumidor, acionando as cargas automaticamente no horário desejado, inclusive
considerando situações onde a tarifa de energia é mais barata em determinados
horários. Além disso, o sistema procura apresentar informações acerca do consumo
de modo que os consumidores entendam e reconheçam facilmente seus perfis de
consumo. Desta forma, pode-se obter um perfil da curva de carga mais uniforme,
logo são reduzidos desperdícios, custos e investimentos em novas unidades
geradoras.
1.2 OBJETIVO GERAL
Desenvolver uma interface de um sistema de gestão ativa de consumo que
leia e interprete os dados obtidos a partir de um analisador de potência e
disponibilize informações ao usuário.
1.2.1 Objetivos Específicos
• Coletar e analisar dados de tensão, corrente, potências e energia de um consumidor residencial a uma determinada taxa de amostragem com um analisador de consumo, a fim de proporcionar informações suficientes para a construção das curvas de carga;
• Simular diferentes configurações de consumo possíveis de um consumidor residencial;
• Desenvolver um método para estimar a economia proporcionada a um consumidor residencial devido à utilização de um sistema de gestão ativa baseado em GLD em um consumidor residencial;
• Identificar tendências de gastos e apresentá-las ao usuário em kWh e em R$h, referentes ao consumo de energia mensal, utilizando como referência os dados armazenados a partir da leitura do medidor;
• Desenvolver um método de avaliar se a utilização da energia está ocorrendo de forma otimizada;
• Desenvolver um método eficaz de monitoramento das cargas que possibilite efetuar o controle de carga, considerando conceitos de GLD, propondo alternativas ao perfil de consumo do usuário;
1.2.2 Funcionalidades
• Apresentar ao usuário, de maneira didática e de fácil compreensão, a curva da carga em função das horas do dia;
15
• Alertar o usuário sobre informações enviadas pela concessionária, tais como interrupções de fornecimento programadas, vencimento de faturas, etc;
1.3 JUSTIFICATIVA
Sistemas de medição e monitoramento do consumo de energia já existem
para o serviço de fornecimento de energia atual, porém estes foram desenvolvidos
para operarem em uma rede sem a plataforma de smart grids, onde conceitos como
controle da carga, ou GLD, eram de difícil execução. O desafio encontra-se em
desenvolver um sistema adequado às mudanças de paradigmas provenientes da
implantação dos smart grids, que gerencie o consumo de uma unidade
consumidora, promova a utilização mais eficaz da energia elétrica, forneça dados
acerca do consumo de maneira simples, desta maneira favorecendo o uso racional
e economia para o usuário e ao mesmo tempo, possibilitando à concessionária e ao
consumidor realizar a gestão ativa do consumo.
O sistema proposto, de gerenciamento pessoal de energia, apropriado aos
paradigmas de smart grids e com suporte a plataforma Web, será responsável por
obter e armazenar dados de consumo, a fim de proporcionar informações
suficientes para a construção das curvas de carga. O sistema irá processar os
dados de modo a apresentá-los ao usuário, em uma interface gráfica, de maneira
didática e de fácil compreensão, permitindo identificar tendências de gastos
decorrentes de seu consumo.
Outro aspecto proposto para o sistema refere-se ao desenvolvimento de um
método para avaliar se a utilização da energia está ocorrendo de forma otimizada,
estimulando atitudes e conceitos anti-desperdício de energia. O monitoramento das
cargas fornecerá dados para que o sistema proponha alternativas de utilização dos
equipamentos considerando conceitos de GLD, possibilitando o controle de carga,
resultando em um uso mais eficiente dos recursos.
1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA
Este trabalho encontra-se subdividido em mais 5 capítulos além da
Introdução. Os capítulos 2 e 3, consistem na revisão bibliográfica acerca de Smart
Grids e Gerenciamento pelo Lado da Demanda, respectivamente. No capítulo 4,
serão abordados os materiais utilizados para o desenvolvimento do sistema, bem
16
como os métodos empregados. O capitulo 5 apresenta os testes efetuados e os
resultados obtidos. No capítulo 6, são expostas as conclusões e sugestões de
trabalhos futuros.
17
2 SMART GRID
2.1 O QUE É SMART GRID
Smart grid é um termo que se refere às novas e inteligentes redes de
energia elétrica, viabilizadas por uma nova plataforma tecnológica de integração
entre ativos de energia, telecomunicações e tecnologia de informação.
A Plataforma Tecnológica Européia define smart grids, como redes de
eletricidade que podem integrar inteligentemente o comportamento e as ações de
todos os usuários conectados a ela - produtores, consumidores e aqueles que
fazem as duas coisas (prosumers) - a fim de eficientemente entregar um
fornecimento de energia sustentável, e econômico (SMART GRIDS – EUROPEAN
TECHNOLOGY PLATFORM; Disponível em Abril/2011 no site http://smartgrids.eu/).
Uma característica fundamental a ser observada com a implementação
deste novo paradigma no sistema de potência atual, é a existência do fluxo
bidirecional de energia e dados. Com isto, a concessionária de energia pode obter
dados atualizados e mais precisos em relação ao consumo dos seus clientes,
permitindo monitorar o fluxo de potência em tempo real, otimizando a capacidade da
rede, podendo inclusive intervir no caso de sobrecargas, por exemplo, de modo a
evitar interrupções, antes que esta venha a acontecer. Através da comunicação
bidirecional, é possível também, endereçar automaticamente as perturbações na
rede.
Além disto, com o surgimento dos carros elétricos, e o avanço das
tecnologias de geração a partir de fontes alternativas e da disseminação da geração
distribuída, os consumidores passaram a poder gerar energia (eólica, solar, entre
outras) nas suas residências, ou ainda, armazenar energia nas baterias de veículos
elétricos. Como eventualmente a capacidade de geração pode exceder o consumo,
surge também a possibilidade de integrar essas opções de geração à rede,
vendendo (ou negociando) o excedente de energia à concessionária. Desta forma,
mensurando o fluxo de potência nos dois sentidos, os smart grids são também, uma
maneira de incorporar estes clientes especiais ao sistema elétrico atual.
18
2.2 MISSÃO
Especialistas estimam que nos próximos quarenta anos, a demanda
mundial por energia elétrica irá dobrar. Porém, face às preocupações com
sustentabilidade não seria admissível que as emissões de gás carbônico
aumentassem na mesma proporção. As metas européias, por exemplo, buscam
reduzir as emissões pela metade (PATHWAYS TO ENERGY & CLIMATE CHANGE.
Disponível em outubro de 2011 no site:
http://www.wbcsd.org/web/publications/pathways.pdf). Além disto, a construção de
novas unidades de geração e transmissão perto dos grandes centros de consumo
(onde elas são mais necessárias) está cada vez mais difícil.
Devido a inviabilidade do armazenamento de energia, tem-se hoje um
sistema de geração, transmissão e distribuição dimensionado para suprir as
necessidades dos seus consumidores nos horários de maior demanda
(normalmente de curta duração). Durante maior parte do dia, várias usinas de
geração de energia estão funcionando em carga mínima ou sequer estão
funcionando.
Levando em consideração os aspectos citados acima, pode-se dizer que a
grande missão da implementação do Smart Grids é a utilização de novos conceitos
e tecnologias visando um maior controle e otimização de toda a rede elétrica.
2.3 FUNÇÕES E OBJETIVOS
Antes que sejam abordadas as tecnologias e infraestrutura necessária para
implementação deste novo paradigma, faz-se necessário conhecer as principais
funções das redes inteligentes:
a) Motivar o gerenciamento pelo lado da demanda;
b) Fornecer energia de melhor qualidade ao consumidor;
c) Capacidade de auto-recomposição;
d) Acomodar mais opções de geração e armazenamento de energia;
19
2.3.1 Motivar o gerenciamento pelo lado da demanda
Como a concessionária pode saber exatamente qual a demanda de energia
em determinado instante, esta pode oferecer ao consumidor uma tarifa proporcional
ao valor da geração, transmissão e distribuição da energia naquele momento.
Devido à esta troca de informações, será possível que a concessionária
oferte tarifas com diversos valores de R$h, na tentativa de que o consumidor
diminua sua média de consumo, principalmente no horário de pico.Com isto o
consumidor é incentivado a controlar ativamente a carga de sua residência, uma vez
que este controle irá afetar diretamente o valor da sua fatura de energia. Assim,
através na mudança em seu perfil de consumo, o consumidor passa a contribuir
diretamente para a diminuição do pico de carga do sistema.
No Brasil foi aprovada recentemente a regulamentação que define os
pormenores do modelo de tarifação a ser utilizada no país. Esse tema será
abordado de uma maneira mais detalhada no capítulo 3 deste trabalho.
2.3.2 Fornecer energia de melhor qualidade ao consumidor
Na ocorrência de uma interrupção no fornecimento de energia, a
concessionária deixa de faturar, pois assim não vende energia aos seus clientes.
Além disto, existe outro fator a ser considerado que é o impacto e os prejuízos
causados à sociedade, que pode vir a ser cobrado da concessionário por meio de
indenizações. O prejuízo total considerando estes dois fatores é definido como custo
de interrupção e é estimado em 2,12 USD/kWh (MUSSI e OLIVEIRA, 2005).
Com este novo paradigma, a concessionária pode agir de forma mais
eficiente em caso de uma falha na rede, como por exemplo, encontrando um novo
caminho de fornecimento, isolando a falha, ou até desligando seletivamente
equipamentos quando em uma situação de sobrecarga crítica.
2.3.2.1 Maior segurança na rede
O Brasil é um dos países com maior potencial para geração de energia
elétrica. Mesmo assim, é praticada atualmente uma tarifa bem superior à de outros
países com o mesmo porte. Uma das razões para isto pode ser atribuída ao roubo
de energia elétrica(Recursos hídricos - Potencial Energético; Disponível em outubro
20
de 2011 no site http://www.brasil.gov.br/sobre/geografia/recursos-hidricos/crescente-
potencial-energetico).
Assim, os consumidores que não praticam este crime têm que arcar com as
consequências, por meio da inclusão de valores adicionais na tarifa de modo a
custear também o custo da energia consumida através de uma ligação clandestina.
Com a interação entre concessionária e consumidor através da
comunicação bidirecional, essa pode detectar sem maiores problemas uma ligação
clandestina, intervindo de maneira eficaz evitando a ocorrência destes problemas.
Desta forma, a tarifa tende a ser mais barata pois todos os consumidores pagam por
sua energia consumida.
2.3.2.2 Capacidade de “auto-recomposição”
Usando informações em tempo real dos medidores inteligentes, as redes
inteligentes podem prever, detectar e responder aos problemas na rede na tentativa
de evitar ou minimizar ao máximo as interrupções de energia.
2.3.3 Acomodar a micro-geração e armazenamento de energia
Existem inúmeras maneiras de armazenar energia nos dias atuais, porém
poucas delas são financeiramente viáveis para a concessionária de energia.O carro
elétrico é um exemplo de armazenamento de energia de sucesso já em alguns
projetos pilotos ao redor do mundo. O usuário carrega o seu carro durante a
madrugada, quando a tarifa é reduzida e quando retorna do seu trabalho (horário de
pico de carga), utiliza a energia remanescente para realizar atividades cotidianas
que exigem energia elétrica, ou pode ainda vender a carga restante do seu carro
para a rede.
O carro deixa de ser simplesmente um meio de locomoção e passa a ser
um meio de economizar dinheiro. Mais uma maneira para conseguir deixar a curva
de carga mais uniforme.
Quanto a geração de energia, mais fontes renováveis podem ser integradas
à matriz energética através da geração independente (ou micro-geração), como por
exemplo, a biomassa, eólica ou solar. Com isto, torna-se viável que o consumidor
também produza energia, passando a exercer um papel ativo em relação a
operação do sistema.
21
O grande benefício ao sistema que vem com isto é o melhor suporte a
demanda no horário de pico, pois estes prosumers estarão usando energia própria
para suprir sua demanda ou até mesmo, em caso de a capacidade de geração ser
superior ao consumo da residência, vendendo energia à concessionária.
2.4 TECNOLOGIA E INFRAESTRUTURA PARA SMART GRID
Para que seja possível usufruir de todos estes benefícios que o smart grid
agrega à rede elétrica atual, são necessários grandes investimentos em uma nova
infraestrutura com novas tecnologias que não são suportadas pela rede atual ou não
são compatíveis com as tecnologias atuais.
Primeiramente, para que haja uma confiabilidade nos dados que são
utilizados para variados fins durante o planejamento e a operação do sistema, além
de monitorar fugas e/ou furtos de energia,é necessária uma comunicação
bidirecional integrada que envolve desde a unidade geradora de energia até o
usuário final.Esta comunicação integrada também tem que garantir uma
interoperabilidade entre todos os equipamentos.
Um ponto importante a se destacar é a questão da medição inteligente de
energia. Não há possibilidade de analisar todo o sistema em tempo real se também
não existir uma medição instantânea na residência de cada consumidor. Para tanto,
faz-se necessária a troca dos medidores eletromecânicos ou eletrônicos por
medidores inteligentes.
Além dos medidores inteligentes, também é necessária a inserção no
mercado dos plugues inteligentes (do inglês smart plugs). Estes plugues são
responsáveis pela micro-medição em um equipamento e pela comunicação com o
medidor inteligente. Estes plugues são fundamentais para os eletrodomésticos
inteligentes, que por sua vez tendem a possuir um plugue inteligente integrado.
22
FIGURA 1. ESQUEMÁTICO DE UMA RESIDÊNCIA CONECTADA À UMA REDE INTELIGENTE (FONTE: COMPANHIA PARANAENSE DE ELETRICIDADE – COPEL)
A figura acima mostra como é a interação entre os equipamentos elétricos
dentro de uma residência, feita através de um medidor inteligente, o qual é munido
de uma comunicação direta com uma interface de gestão ativa de consumo. Desta
forma, é possível o controle ativo das cargas de maior expressão, bem como a
micro-geração (por exemplo, painéis solares).
2.5 ESTUDOS DE CASO
No Brasil, o conceito smart grid ainda é um conceito recente. Pesquisas e
testes a respeito do assunto por parte de concessionárias e órgãos
regulamentadores no Brasil são relativamente novos, comparados ao que é
percebido ao redor do mundo. Países como Itália e Estados Unidos, tomaram a
dianteira já no começo do século, com estudos e testes acerca de medição
inteligente, bem como o gerenciamento do consumo.
Na grande maioria dos casos, foram feitos testes pontuais para que fosse
possível fazer uma análise de viabilidade em caso de uma implementação em maior
escala. A seguir, serão abordados separadamente alguns casos de sucesso ao
redor do mundo.
23
2.5.1 França
Na região de Lore, entre os anos de 1998 e 2003, a Électricité de France
(EDF) fez um teste relativo a tarifação diferenciada para consumidores residenciais.
Foram selecionados alguns consumidores para que fossem aplicadas a estes
técnicas de gerenciamento pelo lado da demanda. Para tanto, foi estabelecida a
estes uma tarifa horo-sazonal que consistia em dois valores de tarifa: um para
horário de pico e outro para fora de pico.
Através deste estudo, obteve-se como resultado que 58% dos
alimentadores poderiam postergar a necessidade de um aumento ou reforço da
rede através da modificação tarifária. Além disto, mais da metade dos 25% dos
clientes que participaram da pesquisa e foram consultados, aprovaram esta nova
tarifação e a aceitariam em suas residências (IEA – PI02; Disponível no site
http://www.ieadsm.org/CaseStudies.aspx).
2.5.2 Noruega
Entre os anos de 2001 e 2004 foi feito um estudo sobre a flexibilidade do
consumidor através do uso de tecnologias de informação e comunicação para
controle remoto de aquecedores de água. Para isto, contou-se com a colaboração
de 2 operadores da rede elétrica que forneceram comunicação bidirecional a cerca
de onze mil consumidores, em grande parte residencial.
Após toda a implementação da infraestrutura necessária, observou-se entre
os meses de novembro de 2003 à março de 2004 uma diminuição de cerca de 3,2
MW do pico de energia. Foi estimado um potencial para redução de até 600 MW do
pico de demanda se aplicado em toda a Noruega(IEA – PI05; Disponível no site
http://www.ieadsm.org/CaseStudies.aspx).
2.5.3 Estados Unidos
Em 2001 foi feito um teste com cargas interruptíveis pela concessionária em
Long Island, Nova Iorque. Este teste foi abrangido por clientes residenciais,
comerciais e pequenas indústrias. Para cada um desses foi dado um bônus em
dinheiro pela participação, bem como os dispositivos necessários para a
comunicação bidirecional.
24
Este teste baseava-se em o consumidor autorizar que a concessionária
controlasse o sistema de resfriamento dos consumidores durante o verão. Porém
não seriam todos os dias do verão: a concessionária poderia controlar o sistema de
resfriamento de cada residência durante 7 dias dos 4 meses do verão entre às 14 e
18 horas.
Com a participação de 20400 clientes residenciais e 3000 clientes
comerciais, foi prevista uma redução de 24,9 MW em horário de pico em dias de
verão, sendo este valor altamente dependente da temperatura do dia (por se tratar
de sistema de ar-condicionado). Cada carga residencial permitiu uma redução
média de 1,03 kW e comercial de 1,35 kW. O custo médio da redução foi de USD
487/kW de redução de demanda, que foram pagos pela Long Island Power Authority
(LIPA)(IEA – DC03; Disponível no site http://www.ieadsm.org/CaseStudies.aspx).
2.6 IMPLEMENTAÇÃO DO SMART GRID NO BRASIL
Nos últimos anos muito se tem falado sobre as redes inteligentes no Brasil,
porém pouco tem sido efetivamente implementado pelas concessionárias. Fala-se
em, como citado no item 1.3 deste artigo, grandes vantagens que esta nova
plataforma pode trazer as concessionárias e ao consumidor, porém pouco se vê de
concreto sendo realizado.
A Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, prometeu que no até o fim
do ano corrente será divulgada a primeira, cuja audiência pública foi encerrada em
outubro, de um total de duas normas relativa a SmartGrids no Brasil. Esta norma
visa regulamentar o padrão que deve ser seguido pelos fabricantes em potencial de
medidores inteligentes para o Brasil. Também sabe-se que nesta norma será
descrito um padrão de comunicação a ser seguido para assegurar a
interoperabilidade entre medidores, plugues inteligentes, interfaces de
gerenciamento e eletrodomésticos inteligentes (ANEEL. Disponível em agosto de
2011 no site www.aneel.gov.br).
Devido à lentidão que se vê por parte dos órgãos reguladores, as
concessionárias de energia tomaram a dianteira e começaram a fazer projetos
pilotos para analisar a viabilidade das Redes Inteligentes no Brasil. Um exemplo
disto é o investimento que está sendo feito em Fazenda Rio Grande, cidade da
25
região metropolitana de Curitiba. É previsto um investimento de R$ 330 milhões em
Smart-Grids até 2014.
26
3 GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA
3.1 CONCEITO
Clark W. Gellings, criador do termo Demand Side Management (DSM),
define que as atividades de GLD são aquelas que envolvem ações no lado da
demanda, ou seja, no lado dos consumidores, de modo que estes e a
concessionária trabalhem em parceria, buscando de uma maneira ampla,
remodelar a curva de carga, ou seja, busca influenciar e, se necessário modificar, o
comportamento do consumidor, a fim de beneficiar tanto o consumidor como a
concessionária.
"GLD não é a cura, tampouco vai fazer a demanda por energia
elétrica totalmente previsível ou sujeita a controle, mas é uma
nova ferramenta importante e flexível para adicionar a gestão
das concessionárias ao modelo convencional." (GELLINGS e
CHAMBERLIN, 1993, p. 12, traduzido pelo autor).
Com a introdução dos conceitos de GLD, novas alternativas foram
introduzidas, possibilitando à empresa de energia acompanhar o aumento da
demanda, pois são ofertadas alternativas com custo menor (RUNNELS E WHYTE,
1985). Segundo Limaye (1988), os programas de GLD envolvem atividades que
influenciam o consumidor a mudar a configuração (perfil e magnitude) de sua curva
de carga, podendo resultar em um uso mais eficiente de recursos e reduzir os
custos tanto para a empresa elétrica e para o consumidor.
As ações no lado da demanda mais comum são: redução do consumo de
ponta, preenchimento de vales e deslocamento de carga, mas de uma maneira
geral, pode-se dizer que esta ações buscam aumentar a utilização e o fator de carga
das unidades geradoras. Nos países mais industrializados, programas de GLD já
são um componente essencial do planejamento integrado de recursos energéticos
(International Perspectives on Demand Side Management; Disponível em
Agosto/2011 no site http://www.aie.org.au).
Programas de eficiência como o GLD, oferecem uma alternativa bastante
atrativa para evitar investimentos no aumento da capacidade de geração, sendo que
em alguns países, o GLD é considerado uma alternativa à geração. Atualmente,
27
além desta utilidade pode ser destacado que o GLD busca também aumentar a
independência energética e impulsionar o uso de fontes de energia limpas e verdes.
Como já mencionado, grandes quantidades de energia elétrica não podem
ser armazenadas, devendo esta ser gerada e consumida no momento da utilização
de um equipamento do consumidor. A demanda varia continuamente durante as
horas do dia, de mês para mês e de estação para estação. Todos os dias, há
horários onde há uma demanda de pico, que exige que a concessionária gere
quantidades adicionais de energia para suprir essa demanda e, uma vez que as
fontes de energia são as mais diversas, o custo real da geração depende das
unidades geradoras em operação e do tipo de fonte energética utilizada por estas
unidades para gerar energia elétrica.
O Gerenciamento pelo Lado da Demanda (GLD) é um campo da tecnologia
que surgiu no final dos anos 70, sendo utilizado para diversos propósitos,
dependendo da finalidade almejada por cada empresa de energia.
Atualmente no Brasil, são raros os programas de GLD para o consumidor
residencial. O PROCEL (Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica)
foi criado em 1985 e aborda somente os aspectos de racionalização do uso e de
incentivos à fabricação de equipamentos mais eficientes. Nos setores comerciais e
industriais o PROCEL atua em programas como a acumulação de energia térmica,
tais como sistemas de ar condicionado com produção e acumulação de gelo durante
a noite, a fim de diminuir a demanda por energia elétrica durante o dia.
3.2 OBJETIVOS DO GLD
Os motivos para adoção de programas que visam conservação e eficiência
energética tem sido os mais diversos, como, combate ao desperdício, preocupação
com a escassez de recursos, preservação do meio ambiente, entre outros. O
conceito de GLD surgiu durante a crise do petróleo dos anos 70, em um cenário
onde a geração de energia era fortemente dependente do petróleo, a demanda era
crescente e as bruscas oscilações no preço do barril deste combustível, fizeram
com que a demanda previsível e a oferta de baixo custo se tornassem objetivos
cada vez mais difíceis de serem alcançados.
Segundo Gellings (1996), um dos principais objetivos do gerenciamento
pelo lado da demanda é reduzir o consumo nos horários de ponta. Se os
28
consumidores fossem cobrados pelo preço real da energia consumida em um
determinado momento, ou seja, se fosse cobrado menos para utilizar energia
elétrica em horários fora da ponta e mais para utilizá-la nos horários de ponta, então
teoricamente o consumidor seria encorajado a utilizar menos energia nos horários
de ponta.
Programas de GLD incluem medidas que buscam:
• Reduzir picos de consumo e a demanda total de energia;
• Melhorar a confiabilidade da rede;
• Aumentar a eficiência energética melhorando o balanceamento da rede;
• Gerenciar os gastos com energia;
• Proporcionar um maior controle dos equipamentos;
• Favorecer a geração distribuída; • Aumentar a utilização e o fator de carga das unidades geradoras;
• Proporcionar sistemas que estimulam o deslocamento de carga quando o sistema estiver operando próximo à capacidade de geração.
O GLD deve ser entendido também como um fator importante diante do
planejamento dos sistemas e da utilização dos recursos. Isto é, desde que algumas
informações possam ser identificadas e repassadas à empresa de energia, torna-se
possível determinar o caminho mais eficiente e de menor custo para a geração da
energia elétrica demandada pelo consumidor final.
3.3 MÉTODOS E VANTAGENS
É conveniente entender o termo GLD como tendo o objetivo amplo de
remodelar a curva de carga (DE CAMPOS, 2004), alterando o perfil de consumo.
Neste contexto, são notáveis seis possibilidades: redução de pico, deslocamento de
carga, preenchimento de vales, crescimento estratégico de carga, curva de carga
flexível e conservação estratégica.
Cada um desses métodos tem suas aplicações e suas vantagens. A seguir,
serão abordados cada um destes métodos.
3.3.1 Redução de Pico (Peak Clipping):
É uma das formas mais tradicionais de gerenciamento de carga. Tem como
objetivo a redução do pico da curva de carga, conseguido geralmente através da
29
intervenção direta da concessionária em um equipamento (eletrodoméstico) de uso
final.
Mesmo tendo em vista que este método só é levado em consideração em
caso de um sobrecarga na rede eminente, esta é redução do pico é importante para
controlar o custo da geração e também fatores como as fontes de geração de
energia.
FIGURA 2 – REDUÇÃO DE PICO
Como é observado na figura acima, reduz-se o consumo no horário de
maior consumo, sem que este seja deslocado para outro horário, onde a demanda é
maior.
3.3.2 Deslocamento de Carga (Load Shifting):
É a prática de alterar o padrão de consumo para que a energia utilizada
durante o horário de pico seja deslocada para fora deste período. Esta modalidade
acontece através dos incentivos tarifários, fazendo com que os consumidores optem
por utilizar energia em horários onde a tarifa é mais barata.
FIGURA 3 – DESLOCAMENTO DE CARGA
30
Da mesma forma que a redução de pico, o deslocamento de carga visa a
diminuição do pico, porém esta acontece deslocando a demanda para horários
alternativos.
3.3.3 Preenchimento de Vales (Valley Filling):
Tem como objetivo o preenchimento de vales da curva de carga, ou seja, o
aumento da carga em horários fora do horário de pico.
Este método é bastante utilizado para colocar em funcionamento alguns
equipamentos de uso final quando o custo marginal da geração supera o custo
médio na tentativa de igualá-los. Isto é importante, pois quanto mais próximos forem
os dois, menor é o custo de geração.
FIGURA 4 – PREENCHIMENTO DE VALES
3.3.4 Crescimento Estratégico da Carga (Strategic Growth):
Este método se dá através de estímulos da empresa de energia, de modo a
crescer as vendas de energia de maneira significativa. Existem algumas formas
para que a concessionária consiga isto, como por exemplo, a proposta feita pela a
Companhia Paranaense de Energia (COPEL) à pequenos e médios agricultores
chamado de irrigação noturna.
Esta proposta consiste primeiramente em oferecer aos produtores rurais
facilidades no acesso à equipamentos elétrico e ainda com a vantagem de um
desconto de até 70% nas tarifas na energia consumida entre as 21h30 até as 6
horas da manhã.
31
FIGURA 5 – CRESCIMENTO ESTRATÉGICO DE CARGA
Esta proposta feita pela COPEL tem como principal objetivo o aumento do
consumo no horário onde tem-se uma menor demanda, além de aumentar o seu
faturamento.
3.3.5 Curva de carga flexível
Este método está diretamente relacionado com a confiabilidade. No futuro,
poderá ser ofertada ao consumidor opções de qualidade de serviço, que variam de
acordo com o preço. Este programa pode envolver carga interruptível, sistema de
gerenciamento integrado de carga ou dispositivos de controle individual de
equipamentos.
FIGURA 6 – CURVA DE CARGA FLEXÍVEL
3.3.6 Conservação Estratégica
É uma mudança que ocorre na curva de carga devido à conscientização dos
consumidores para a eficiência energética visando uma maior sustentabilidade. Na
busca por esta, aqueles trocam os seus equipamentos antigos por novos, os quais
consomem menos energia produzindo o mesmo ou até mais.
32
FIGURA 7 – CONSERVAÇÃO ESTRATÉGICA
Na implementação deste método, a concessionária deve levar em conta que
isto irá acontecer normalmente. Cabe a ela incentivar para que o processo aconteça
de forma mais rápida.
3.4 TECNOLOGIAS E OPORTUNIDADES DO GLD
As tecnologias que vêm sendo empregadas nos equipamentos utilizados
para a implantação das redes smart grids são dotadas de uma comunicação
bidirecional que proporciona uma interação entre usuário e concessionária
extremamente favorável à utilização de um sistema de gerenciamento pessoal de
energia baseado no GLD.
No entanto, para atingir os objetivos do GLD, é essencial que sejam
disponibilizadas ferramentas que estimulem o usuário a alterar o modo e o horário
que utiliza seus equipamentos, uma delas é a oferta de contratos que contemplem
diferentes modalidades tarifárias. Isto é, o usuário será cobrado de maneira
dinâmica, dependendo do horário e da demanda naquele momento. Outra
ferramente extremamente útil, e que será decorrente da implantação das redes
inteligentes, é a utilização de medidores inteligentes.
Uma vez que os programas de GLD procuram influenciar o padrão de
consumo de determinado segmento de consumidores, é evidente que estes
programas demandam uma parceria entre empresas e consumidores, buscando
maximizar mutuamente os benefícios. Um relacionamento mais estreito entre estes,
promoveria benefícios para ambos; no caso da empresa, o benefício é a mudança
no perfil da curva de carga, maximizando a produtividade e promovendo o uso de
seus recursos de maneira custo-efetivo. Já o benefício do consumidor é o controle
dos gastos com energia e redução dos custos (considerando incentivos tarifários).
33
3.5 TARIFAÇÃO BRANCA
No ano de 2011, a ANEEL aprovou a Nota técnica nº 362/2010, que tem
como proposta a alteração da estrutura tarifária aplicada ao setor de distribuição de
energia. O novo sistema prevê tarifas diferenciadas durante o dia de acordo, como
por exemplo, ofertando uma preço de energia mais caro no horário de pico do
sistema.
Esta regulamentação vem para atender um dos principais objetivos do smart
grid, que é o incentivo para os consumidores gerenciarem suas cargas. Assim, os
consumidores irão verificar uma diminuição no valor da sua fatura de energia e a
concessionária não necessitará expandir o sistema para atender o horário de pico.
São descritas duas modalidades de tarifação:
• Modalidade convencional: modelo de como é praticado atualmente;
• Modalidade Branca: monômia, com três valores de R$/MWh de acordo
com os postos tarifários.
Para a modalidade branca são propostos 3 postos tarifários:
• Posto de Ponta: composto de 3 horas consecutivas a ser escolhida
pela concessionária de energia levando em consideração o horário de
maior consumo em sua região;
• Posto Intermediário: consiste em um período de 2 horas, sendo uma
hora anterior e uma posterior ao posto de ponta;
• Posto Fora de Ponta: consiste de todas as horas do dia retirando
apenas os horários que ocorrem os outros dois postos.
34
FIGURA 8 – ILUSTRAÇÃO POSTOS TARIFÁRIOS
Ficará a critério do consumidor a escolha da modalidade, porém existem
algumas restrições. A modalidade tarifária branca será opcional ao subgrupo
residencial que tiver um consumo superior a 200 kWh e inferior a 500 kWh mensais.
Os consumidores residenciais com consumo maior que 500 kWh por mês serão
compulsoriamente inseridos na tarifação branca.
A modalidade tarifária branca não valerá para iluminação pública e para
consumidores de baixa renda.
0
1
2
3
4
5
6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
35
4 MATERIAIS E MÉTODOS
Nesta seção serão descritos os materiais e métodos utilizados neste
trabalho para coleta de dados e desenvolvimento da interface.
4.1 COLETA DE DADOS
Uma entrada de energia residencial inserida na plataforma de smart grid
consiste basicamente em um ponto de entrega de energia conectado através de um
medidor inteligente, quepor sua vez pode interagir com a concessionária, plugues
inteligentes e uma interface de gerenciamento do consumo (FIGURA9).
FIGURA 9 – ENTRADA RESIDENCIAL (REDES INTELIGENTES)
Porém, devido a não disponibilidade de um medidor inteligente tampouco de
um plugue inteligente, fez-se necessária a utilização de outros equipamentos com
funções equivalentes para que fosse possível a simulação deste sistema.
Para isto, foram utilizados dois analisadores de potência modelo MARH-21
(FIGURA10). Os analisadores foram programados de forma a coletarem dados de
tensão, corrente, potência e fator de potência integralizando estas medições a cada
5 minutos. O analisador é conectado ao quadro de distribuição através de alicates
de corrente e de tensão (FIGURA 11 e FIGURA 12).
36
FIGURA 10 – VISTA FRONTAL DO ANALISADOR DE POTÊNCIA MARH-21
FIGURA 11 – CONEXÃO DOS ALICATES DE TENSÃO E CORRENTE DO MARH-21 (FONTE: MANUAL DO USUÁRIO MARH-21)
37
FIGURA 12 – CONEXÃO NA RESIDÊNCIA
Para extrair os dados dos analisadores para o computador foi utilizado um
cabo RS-232/USB para a conversão destes para um arquivo de texto de fácil
manipulação.
FIGURA 13 – VISTA INFERIOR DO ANALISADOR DE POTÊNCIA MARH-21
O primeiro analisador foi instalado na entrada da residência, executando a
função do medidor inteligente. Para o segundo analisador, foi feito um plano de
38
medição de forma que este coletasse dados de alguns eletrodomésticos durante
uma semana. O plano de medição previu os seguintes equipamentos:
1. Refrigerador; 2. Aquecedor Elétrico (Climatizador); 3. Lavadora de Roupas; 4. Chuveiro Elétrico; 5. Micro-ondas; 6. Tomada da cozinha 1(cafeteira, liquidificador); 7. Tomada da cozinha 2( torradeira e grill) .
FIGURA 14 – UNIFILAR DO APARTAMENTO ANALISADO
O motivo da utilização deste segundo analisador é a simulação de um
plugue inteligente, que são responsáveis por coletar e fornecer os dados das
medições, que posteriormente serão utilizados na interface de gerenciamento.
Desta forma, a entrada de energia da residência analisada foi configurada utilizando
dois analisadores de potência, que são responsáveis pelas medições em geral,
interagindo com a interface de gerenciamento.
39
FIGURA 15 – ESTRUTURA UTILIZADA PARA CONCEPÇÃO DO SISTEMA
4.2 LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO E BANCO DE DADOS
Para o desenvolvimento da interface do sistema proposto, várias linguagens
de programação poderiam atender aos requisitos deste trabalho. Estes requisitos,
referem-se principalmente à uma linguagem com suporte à plataforma web (HTML),
que permita a manipulação dos dados coletados pelo analisador de potência,
através de um banco de dados, de maneira a apresentar estes dados por meio da
interface , utilizando ferramentas (por exemplo, gráficos coloridos) de fácil
entendimento para um usuário que não está familiarizado com grandezas elétricas.
Assim, foram analisadas algumas das linguagens disponíveis e optou-se por
utilizar linguagens e softwares livres, que fossem bastante difundidos e
consequentemente possuíssem vasto material disponível para consulta.
Para linguagem de interação entre o banco de dados e a plataforma web
(HTML – HyperText Markup Language) utilizou-se o PHP (HyperText Preprocessor),
pois esta ferramenta de programação para internet, além de ser gratuita, é
compatível com a maioria dos sistemas operacionais conhecidos e possibilita uma
fácil conectividade com o MySQL, que foi o banco de dados utilizado.
O MySQL é um gerenciador de banco de dados que utiliza a linguagem SQL
(Structured Query Language), também é gratuito, e foi escolhido por ser
considerado um dos bancos de dados com melhor desempenho (leve e rápido) além
40
de seguro, contando com ferramentas de backup, restauração e controle de
usuários.
Para auxiliar na apresentação dos dados na forma visual (gráficos e cores),
também foram utilizados JavaScripts, por serem uma linguagem de scripts de fácil
integração com o HTML.
4.3 TARIFAÇÃO
Conforme citado no capítulo 2 deste trabalho, para que o gerenciamento
pelo lado da demanda se torne atrativo para o consumidor, faz-se necessário que
exista uma tarifação diferenciada afim de incentivar este a modificar seus hábitos de
consumo.
Para que fosse possível estimar os efeitos ao consumidor, utilizou-se neste
trabalho, conforme artigo 126 da Nota Técnica n º 362/2010, o valor da relação
entre posto intermediário e posto fora de ponta em três. Para a relação posto de
ponta e fora de ponta o valor utilizado foi cinco. Desta forma, obtiveram-se os
valores conforme tabela abaixo.
TABELA1 – VALORES DA TARIFA NOS DIFERENTES POSTOS (FONTE: KAMADA, M.; BOEIRA, V. – ANÁLISE DE MODALIDADES TARIFÁRIAS E SUAS APLICAÇÕES PARA SMART GRIDS –
CURITIBA, 2011.
Tarifa
(R$/kWh) Quantidade de
Horas Horário do Posto Posto Fora de Ponta R$ 0,22 19 0 – 17h / 22 – 24h Posto Intermediário R$ 0,65 2 17 – 18h / 21 – 22 h Posto de Ponta R$ 1,08 3 18 – 21h
4.4 MÉTODOS DE ANÁLISE DO CONSUMO
4.4.1 Consumo Diário por Hora
Para o consumo diário foram feitos dois tipos de tratamento de dados:
análise e detalhamento do consumo diário. Os dois estão apresentados em um
mesmo gráfico (FIGURA 16).
41
FIGURA 16 – ILUSTRAÇÃO DO GRÁFICO DO CONSUMO DIÁRIO
O detalhamento do consumo, representado pela altura e valor referente a
cada coluna, consiste em mostrar ao usuário quais foram os gastos de acordo com
a hora do dia. Através das colunas espera-se demonstrar o quanto cada intervalo de
hora do dia contribui no valor total consumido naquele dia.
A análise do consumo é representada no gráfico através das cores de cada
coluna. Cada valor do consumo de cada hora do dia selecionado pelo usuário é
comparada com a média (média por hora por dia da semana) de consumo daquela
hora em um dia semelhante (dia útil, sábado, domingo).As colunas podem assumir
três cores diferentes: verde, amarelo ou vermelho. Para isto, esta análise segue três
critérios:
• Caso o valor medido naquela hora seja menor ou igual a 120% o valor da média, a cor da coluna será verde;
• Caso o valor medido seja maior que 120% do valor da média e menor ou igual a 150%, a coluna será amarela;
• Caso o valor medido seja maior que 150% do valor da média, a coluna será vermelha.
Com estes dois tipos de tratamento de dados, o usuário tem ferramenta
suficiente para analisar o seu consumo diário e tomar ações de forma a otimizá-lo.
4.4.2 Consumo da Semana por Dia
Para o consumo semanal, o usuário escolhe um dia e desta forma é
mostrado o consumo deste e dos 6 dias que antecedem a ele.Nesta opção, é
42
mostrado ao usuário uma tabela com o total de 7 dias, contendo os custos (R$) de
cada um deles.
De maneira análoga ao consumo diário, cada um destes valores em R$ é
comparado com a média de consumo das últimas quatro datas com o mesmo dia da
semana. Para a determinação das cores, obedecendo os mesmos critérios citados
no item 4.4.1 deste trabalho, cada célula que contem o valor é colorido de acordo
com sua relação direta com a média.
4.4.3 Consumo Mensal por Dia
O consumo mensal segue o mesmo padrão do consumo semanal, porém ao
invés de serem mostrados somente 7 dias, são mostrados ao usuário um total de 28
dias.
4.5 MÉTODOS DE CONTROLE DE CARGA
Uma das grandes virtudes do GLD aliados ao smart gridé a possibilidade de
controlar as cargas dentro da residência através de uma interface. Devido a
indisponibilidade de um eletrodoméstico inteligente, não foi possível executar esta
tarefa em tempo real na interface objetivo deste trabalho.
Em uma residência inserida na realidade do smart grid, o plugue inteligente
forneceria os dados do equipamento ao qual ele está ligado para o medidor
inteligente. Este por sua vez, passaria as informações para a interface de
gerenciamento. Como no Brasil não existe ainda a infraestrutura necessária para
isto, foi preciso encontrar uma maneira alternativa para execução desta tarefa. A
primeira maneira possível foi através do analisador de potência (MARH-21),
conforme descrito no item 4.2 deste trabalho. Para a segunda maneira, foram
utilizados dados de testes em laboratório de alguns eletrodomésticos.
Assim torna-se possível ofertar ao usuário diversas possibilidades para
aquele equipamento executara tarefa, mostrando ao consumidor os valores (R$)
que aquela tarefa irá custar, de acordo com o horário e utilizando a tarifação branca.
4.6 MÉTODO DE ESTIMATIVA DE GASTOS
Além da ferramenta de histórico de consumo, existe uma opção que mostra
ao usuário qual a tendência de quanto ele irá gastar até o final do mês ou
fechamento da fatura, caso mantenha o seu padrão de consumo.
43
Para tanto foi necessário fazer um somatório de consumo para cada dia,
mostrando ao usuário o consumo acumulado para cada dia. Desta forma,
apresenta-se um gráfico de barras crescente no decorrer do mês. Supondo que a
leitura do medidor de energia de uma residência seja feita pela concessionária no
último dia de cada mês, tem-se um gráfico a partir do primeiro dia do mês até o dia
atual, conforme a Figura 17, onde no eixo x tem-se os dias e no eixo y consumo em
R$h.
FIGURA 17- ILUSTRAÇÃO DA ESTIMATIVA DE GASTOS
Por se tratar de algo que ainda não aconteceu, não se tem os dados
relativos ao consumo dos dias que ainda estão por vir,logo é preciso estimar este
consumo futuro. Uma primeira possibilidade para isto é através do método de
regressão linear, traçando uma reta que indica um consumo médio e estima o
consumo final, extrapolando até o último dia do mês. Porém esta possibilidade não
foi utilizada nesta concepção devido a alta complexidade de executar tal tarefa em
linguagem de programação.
Uma segunda possibilidade seria comparar o consumo do mês atual com o
mês passado. Supondo que no décimo dia do mês atual, haja um acumulado de R$
30 de consumo de energia. No mês anterior, para o mesmo período tem-se um
consumo de R$ 20. Assim, dividindo o do mês atual pelo mês passado, obtém-se
um fator de correção adimensional de 0,67. Para estimar o valor de consumo
44
acumulado no dia 30 do mês, por exemplo, pega-se o valor do trigésimo dia do mês
passado e multiplica-se pelo fator de correção.
Assim, foi escolhido o método com o fator de correção pois este adequa-se
melhor às necessidades da interface em questão.
4.7 MÉTODO DE ANÁLISE DE USABILIDADE DO SISTEMA
A importância do uso de métodos de melhoria de usabilidade vão além da
fácil utilização pelo usuário. Uma interface user-friendly (amigável) minimiza o tempo
necessário de aprendizagem e a irritação de usuários diante da incapacidade de
utilizar o sistema (GONÇALVES, 2008).
A grande virtude da interface objetivo deste trabalho é que esta seja de fácil
entendimento para qualquer consumidor de energia elétrica, independente do seu
grau de conhecimento em assuntos relacionados com engenharia. Para tanto, é
essencial que seja feito alguns testes de modo a avaliar esta questão.
Segundo Gonçalves (2008), existe uma série de recomendações que devem
ser levadas em conta no desenvolvimento de um software. Entre elas, podemos
listar:
• O sistema deve apresentar meios para orientar o usuário;
• Deve-se diminuir a sobrecarga mental do usuário;
• O usuário deve ter controle sobre o sistema;
• O sistema deve ser compatível e adaptável ao usuário;
• O sistema deve evitar os erros e se ocorrerem, deve favorecer a sua correção;
• O sistema deve utilizar padrões.
Alguns autores apresentam número elevado de recomendações, além de
descreverem um número elevado de níveis para cada uma. Para melhor
entendimento, a Tabela 2 apresenta um resumo das recomendações de autores
sobre usabilidade de softwares:
45
TABELA 2– RECOMENDAÇÕES BÁSICAS DE USUABILIDADE BASEADAS EM BASTIEN E SCARPIN(1993), DUL E WEERDMEESTER (1991), JORDAN (1998), SHNEIDERMAN (2005) E
NIELSEN. FONTE: GONÇALVES (2008)
Recomendações básicas de usabilidade
1. O sistema deve
apresentar meios para orientar o usuário
O sistema deve retornar respostas ao usuário para cada ação, seja ela grande, pequena, ou um conjunto de ações As respostas devem ser significativas, apropriadas para cada situação e em tempo razoável
Deve-se oferecer meios para o usuário se localizar no sistema.
Deve-se fornecer ajuda para utilização do próprio sistema e suas ferramentas.
O sistema deve fornecer indicações de como o usuário proceder. O sistema deve apresentar as informações de forma organizada (localização, características, ordem alfabética, frequência de uso, etc).
2. Deve-se diminuir a sobrecarga mental do usuário
A interface não deve sobrecarregar a visão com número elevado de informações, assim como informações irrelevantes ou pouco necessárias
Se o canal visual estiver ocupado, pode-se empregar o canal de áudio, sem sobrecarregá-los
As tarefas devem ser simples, reduzindo o número de passos para realizá-las Todas as informações presentes no sistema devem ser legíveis, respeitando características textuais como cor, brilho, contraste, tamanho de corpo e espaçamentos.
Todas as informações - gráficas ou textuais - devem ser claras e objetivas. A interface deve ser projetada de forma que a maneira de utilização do sistema seja explicita.
Deve-se priorizar as características mais relevantes ao projetar a interface
3. O usuário deve ter
controle sobre o sitema
A velocidade de uso do sistema deve ser controlada pelo usuário.
Se possível, o sistema deve fornecer ações de fazer e desfazer (CTRL + Z)
O sistema não deve executar ações que o usuário não tenha solicitado.
Se possível, o sistema deve fornecer ajustes e personalização das interfaces
4. O sistema deve ser
compatível e adaptável ao
usuário
O sistema deve estar de acordo com o nível de instrução, faixa etéria, limitações dos usuários e formas de utilização normalmente aceitas. O sistema deve utilizar termos familiares aos usuários, inclusive idioma (exceto termos estrangeiros já adotados pela língua). O sistema deve ser flexível para atender diferentes níveis de experiência dos usuários (principiantes ou experientes). O sistema deve fornecer alternativas para que usuários experientes ocultem informações destinadas a usuários principiantes. Se possível, o sistema deve fornecer ajustes e personalização das interfaces.
O sistema deve fornecer meios diferentes para se alcançar um mesmo objetivo.
5. O sistema deve evitar os erros e se ocorrerem,
deve favorecer a sua correção
A interface deve ser projetada de maneira a evitar a ocorrência de erros, eliminando circunstâncias propícias aos erros.
Para prevenir erros, o sistema pode solicitar as informações por etapa.
Se possível, o sistema deve fornecer ações de fazer e desfazer (CTRL + Z)
O sistema deve solicitar a confirmação do usuário para ações irreversíveis.
Quando ocorrerem, os erros devem ser apresentados ao usuário.
Os erros devem ser recuperados de maneira rápida e fácil. O sistema deve fornecer meios para que o usuário corrija somente a parte incorreta. As mensagens de erro devem ser claras e objetivas, utilizando vocabulário neutro (não devem reprovar, julgar o usuário ou utilizar tom de humor).
6. O sistema deve utilizar
padronizações
A identidade visual (cores, formas, fontes) deve ser respeitada em todo o sistema.
Deve existir padronização de localização dos elementos do sistema. Deve existir padronização na forma como são realizadas as tarefas. Deve existir padronização de termos utilizados no sistema.
46
5 ANÁLISE E RESULTADOS
Nesta seção será explicado o desenvolvimento e os resultados obtidos no
desenvolvimento da interface levando como base os métodos descritos na seção
anterior deste trabalho.
Primeiramente, foi desenvolvida uma tela inicial, pois como se trata de um
sistema via web, é importante que exista um meio de identificação para cada
usuário.Para isto, cada usuário tem um login e senha, de forma que o sistema
identifica de qual medidor serão importados os dados.
FIGURA 18 – TELA DE IDENTIFICAÇÃO DO USUÁRIO
Quando o usuário inserir o seu login e senha, ele é direcionado à pagina
inicial da interface. Nesta página inicial,é mostrado ao usuário o seu consumo do dia
corrente até o momento em que o sistema foi acessado, bem como a divisão dos
seus gastos em cada um dos postos tarifários. Como os dados coletados para este
trabalho referem-se ao passado, a interface sempre estará mostrando os dados do
dia 30 de agosto de 2011, pois caso contrário, esta página ficaria sem dados.
47
FIGURA 19 –TELA INICIAL DA INTERFACE
Todas as páginas tem um menu principal (localizado no topo da página em
uma barra horizontal) onde tem-se as opções para acessar as funcionalidades da
interface, sendo elas: home, histórico de consumo, estimativa de gastos, controle
direto de carga e configurações.
5.1 HISTÓRICO DE CONSUMO
Para o histórico de consumo, existem três opções possíveis: diário, semanal
e mensal.
FIGURA 20 – PÁGINA INICIAL HISTÓRICO DE CONSUMO
48
No consumo diário, o usuário deve escolher o dia o qual quer ver o seu
consumo. Feita essa escolha, o sistema mostrará tanto o consumo deste dia quanto
o custo referente à este.
FIGURA 21 – HISTÓRICO DE CONSUMO DIÁRIO
Para que seja possível uma análise detalhada do consumo nesse dia, existe
a opção de detalhar o consumo, gerando assim um gráfico mostrando como se
comportou o custo durante o dia, que é feita através de cores através de uma
comparação com a média para cada hora de um dia semelhante ao escolhido
(FIGURA 22).
49
FIGURA 22 – HISTÓRICO DE CONSUMO DIÁRIO DETALHADO
No consumo semanal, o usuário deve escolher um dia que indicará o início
da semana onde quer ser feita a análise. A interface irá mostrar os 6 dias que
antecedem a escolha do dia feita.
50
FIGURA 23 – HISTÓRICO DE CONSUMO SEMANAL
As caixas coloridas significam como foi o consumo naquela semana em
relação à média, sendo verde um custo dentro do esperado (até 120% da média do
dia), o amarelo mostra que o custo superou a média, porém não foi nada crítico (de
120% até 150% da média do dia) e o vermelho mostra um alerta crítico de aumento
de consumo (acima de 150% da média).
O histórico de consumo mensal segue o mesmo padrão mostrado no
histórico semanal, porém com a grande diferença que neste pode ser feita uma
análise de um período mais longo, contemplando 4 semanas inteiras, ou em outras
palavras, 28 dias.
Para tanto, o usuário escolhe o dia inicial (no exemplo da Figura 24,
escolheu-se o dia 13 de agosto de 2011) e assim a interface mostra ao usuário os
próximos 27 dias de custo de energia.
51
FIGURA 24 – HISTÓRICO DE CONSUMO MENSAL
5.1.1 Comparativo entre dois dias de consumo
No caso do histórico de consumo diário, mostra-se o consumo e o custo da
energia consumida naquele dia. A razão para esta aparente redundância é que, com
a tarifação branca, nem sempre o quanto se consome em kWh é diretamente
proporcional ao custo (R$), uma vez que a tarifa cobrada depende do horário do
consumo. Nos dois exemplos a seguir, é possível verificar a influência da hora no
valor total cobrado.
A Figura 25 mostra como foi o comportamento de consumo no dia 23 de
agosto de 2011, sendo o consumo de 5,875 kWh e o custo de R$1,78. Pode ser
visualizado que o consumo durante este dia foi bem distribuído no decorrer do dia e
que durante o posto de ponta o usuário manteve-se dentro da média de consumo
(entre as 18 e 21 horas as barras estão na cor verde).
Já no dia 30 de agosto de 2011 (FIGURA 26), o consumo foi de 4,756 kWh
e o custo foi o mesmo do dia 23. Pode ser observado que o consumo às 20 horas
foi pelo menos 50% maior que a média de consumo para aquele horário. Além disto,
o consumo alto se manteve na próxima hora, tendo um consumo intermediário
(indicado pela cor amarela).
52
FIGURA 25 – CONSUMO DO DIA 23 DE AGOSTO DE 2011
FIGURA 26 – CONSUMO DO DIA 30 DE AGOSTO DE 2011
53
Uma vez que às 20h do dia 30, a barra está vermelha, isto indica que o
consumo ultrapassou a média de consumo desta hora deste dia da semana (média
de consumo das 20h às 21h das terças-feiras), em pelo menos 50 %. Desta forma,
chega-se a conclusão que o consumo acima da média durante o posto de ponta no
dia 30 de agosto foi responsável por uma grande parte do consumo naquele dia,
sendo que o consumo do dia 23 superou em quase 1 kWh o do dia 30 e o custo foi
mesmo.
5.2 ESTIMATIVA DE GASTOS
Como a medição durou apenas 45 dias, compreendidos entre o dia 13 de
agosto a 08 de outubro de 2011, só é possível estimar o valor da fatura de energia
da residência de um período: da fatura referente ao consumo do mês de setembro.
Supondo que a leitura do medidor nesta residência acontece no dia 5 de
cada mês, tem-se os valores de consumo dos dias 6 de setembro até o dia 3 de
outubro. Assim, é preciso estimar o consumo dos dias 4 e 5 do mês de outubro.
Devido a insuficiência de dados, não foi possível calcular o valor do fator de
correção. Desta forma, estimou-se o valor do fator de correção por regressão linear
em 1,37. Na Tabela abaixo, observa-se os valores calculados.
TABELA 3 – CÁLCULO PARA ESTIMATIVA DE GASTOS
Dia
Valor Medido
Mês de setembro Fator de Correção
Valor Calculado do
Mês de Outubro
4 R$ 1,07 1,37 R$ 1,47
5 R$ 2,07 1,37 R$ 2,84
Assim, somando os valores medidos no período referente a fatura de
outubro com os valores estimados, tem-se o valor da fatura no total de R$ 63,21
(TABELA 4).
TABELA 4 – CÁLCULO ESTIMATIVA DA FATURA DE OUTUBRO DE 2011
Custo dos dias Medidos Custo dos dias Estimados Custo
Total
Fatura
Outubro R$ 59,94 R$ 4,31 R$ 64,25
Na interface, estes cálculos não são mostrados ao usuário para que possa
ser evitado uma interpretação errônea do resultado. Esta opção da interface
apresenta a tela conforme figura abaixo.
54
FIGURA 27 – ESTIMATIVA DE GASTOS FATURA DE OUTUBRO DE 2011
Esta funcionalidade procura adicionar à interface mais uma maneira de
fazer com que o consumidor de energia elétrica tenha total controle sobre seu
consumo, podendo monitorar o valor estimado da sua próxima fatura.
Através da estimativa de gastos o usuário pode visualizar o custo ou a
economia devido à uma alteração no seu perfil de consumo. Ou seja, caso a partir
de uma determinada data houver um aumento do consumo, a estimativa de gastos
irá mostrar ao usuário quais serão as custos consequentes desta modificação no
perfil. Assim, o usuário pode sempre estar atento aos seus hábitos de maneira a
evitar um aumento inesperado na fatura.
5.3 CONTROLE DIRETO DE CARGA
Como não se dispõe de uma comunicação que estabeleça uma troca de
dados entre a interface e plugues inteligentes, não foi possível realizar o controle
ativo da carga de fato. Porém, foi desenvolvida uma opção que ofereça ao usuário a
opção de escolha do horário em que ele gostaria que o ciclo do equipamento
controlado começasse.
Para facilitar na escolha do início do ciclo, a interface mostra ao usuário,
através dos dados medidos pelo analisador de potência (MARH-21) ou de dados
coletados através de testes em laboratório, quanto será o custo da execução da
55
tarefa, com o início variando de hora em hora. A interface mostrará uma gráfico
como o mostrado na Figura 28.
Este gráfico segue um padrão de que as colunas coloridas em verdes
correspondem ao menor custo possível para execução da tarefa pelo equipamento
que foi selecionado previamente. Qualquer custo que destoe deste valor, é colorido
em vermelho. As cores tem como objetivo tornar mais fácil a escolha do usuário da
interface a respeito do horário de início do ciclo. No exemplo da Figura abaixo, pode
ser observado que a melhor escolha é entre 21h e 14 horas.
FIGURA 28 – TELA DO CONTROLE DIRETO DE CARGA MOSTRANDO AS OPÇÕES DE INÍCIO DE CICLO COM OS SEUS RESPECTIVOS VALORES PARA A LAVA E SECA ROUPAS 9 KG
5.4 USABILIDADE DO SISTEMA
Para os testes de usabilidade foi feita uma análise do sistema desenvolvido
com as recomendações citadas na Tabela 2 (GONÇALVES, 2008). Os subitens de
cada recomendação que não foram contemplados ou não eram aplicáveis a este
trabalho foram retiradas. Observa-se que para todas as recomendações propostas,
a interface atendeu a pelo menos 2 subitens.
56
TABELA 5- RECOMENDAÇÕES DE USUABILIDADE CONTEMPLADAS PELA INTERFACE
Recomendações de Usuabilidade contempladas pela Interface
1. O sistema deve
apresentar meios para orientar o usuário
Todos os botões possuem um comando associado, e quando pressionados, direcionam para sua respectiva função.
As respostas são apropriadas para cada situação e apresentadas em tempo razoável.
O sistema apresenta em todas as telas o caminho de navegação permitindo que o usuário se localize no sistema.
O sistema apresenta as informações de forma organizada (menu principal sempre visível no topo) e cada sub menu, quando selecionado,
é evidenciado na tela,
2. Deve-se diminuir a sobrecarga mental do usuário
A interface não sobrecarrega a visão com número elevado de informações, nem com informações irrelevantes ou pouco necessárias
As tarefas são simples, com reduzido número de cliques para realizá-las
Todas as informações presentes no sistema são legíveis, respeitando características de cor, brilho, contraste e tamanho.
Todas as informações gráficas utilizam cores, sendo assim claras e objetivas.
Os botões e menus estão projetados de forma que a maneira de utilização do sistema é explicita.
As funções mais relevantes do sistema estão priorizadas através da disposição no menu.
3. O usuário deve ter
controle sobre o sitema
O sistema fornece ações de fazer e desfazer rápidas através do menu principal sempre visível no topo da interface.
O sistema não executa ações que o usuário não tenha solicitado.
4. O sistema deve ser
compatível e adaptável ao
usuário
O sistema busca através dos tipos de gráficos e das cores utilizadas, adequar-se à um amplo espectro de nível de instrução e faixa etária.
O sistema utiliza termos familiares aos usuários, evitando mencionar grandezas elétricas e priorizando cores e custos em R$.
5. O sistema deve evitar os erros e se ocorrerem,
deve favorecer a sua correção
A interface apresenta programação de maneira a evitar a ocorrência de erros, eliminando circunstâncias propícias aos erros.
Para prevenir erros, o sistema solicita as informações por etapa. O sistema confirma quando um comando de agendamento é gravado no
sistema. Os erros durante o cadastro de equipamentos podem ser recuperados de maneira rápida e fácil através dos botões disponíveis na tela de
cadastro.
6. O sistema deve utilizar
padronizações
A identidade visual (cores, formas, fontes) é respeitada em todo o sistema.
A localização dos elementos do sistema é padronizada.
A forma como os dados são apresentados segue um mesmo padrão.
Há padronização nos termos utilizados no sistema.
57
6 CONCLUSÕES E SUGESTÃO DE TRABALHOS FUTUROS
6.1 CONCLUSÕES
De posse desta interface de gestão ativa do consumo de energia, o
consumidor tem um número satisfatório de ferramentas e funcionalidades para
analisar e conhecer detalhadamente como vem sendo e como será o seu
gasto.Além disso, a interface possibilita que o usuário possa controlar ativamente
suas cargas, assumindo que a sua residência tenha, além da interface, as outras
ferramentas necessárias para execução desta tarefa: medidor e plugue inteligente.
Outra vantagem é a do monitoramento do custo total da próxima fatura de
energia, pois através da estimativa de gastos, o sistema realiza, a cada dia, uma
nova previsão de quanto será o valor da fatura ao final do mês, possibilitando ao
usuário antever os seus gastos e realizar um melhor planejamento doméstico.
Um importante passo para o desenvolvimento de um sistema que possa ser
analisado e utilizado por qualquer pessoa foi apresentado neste trabalho, tendo sido
atingido assim o objetivo inicial proposto.
6.2 SUGESTÃO DE TRABALHOS FUTUROS
O estudo ora apresentado é importante pois fornece informações sobre o
consumo e o custo devido ao uso de energia elétrica de uma maneira de fácil
entendimento ao público em geral.
No entanto, para aprofundar ainda mais o tema abordado é necessário que
sejam feitos testes com usuários de maneira a avaliar melhor a usabilidade do
sistema. Além disto, é possível melhorar a confiabilidade no tratamento de dados
através de um estudo mais aprofundado acerca dos métodos utilizados, como por
exemplo métodos estatístic1os.
Outro aspecto não abordado pelo trabalho é a integração da interface com o
medidor e os plugues inteligentes. Com estas ferramentas funcionando em conjunto
com o sistema desenvolvido, as funcionalidades ofertadas poderão ser aproveitadas
de maneira mais confiável e completa.
58
7 REFERÊNCIAS
ARRUDA, Luiz Fernando. “Smart grid, smart metering e associados”. Disponível em
25/04/2011 no site http://www.osetoreletrico.com.br/web/colunistas/luiz-fernando-
arruda.
BASTIEN, C.; SCARPIN, D. – Ergonomic Criteria for Evaluation of Human Computer
Interfaces – Inria, 1993.
DE CAMPOS, Alexandre – Gerenciamento Pelo Lado da Demanda: Um Estudo de
Caso – São Paulo, 2004.
DUL, J.; WEERDMEESTER, B. – Ergonomia Prática – São Paulo, 1991.
EUROPEAN COMISSION. “Towards Smart Power Networks” Bélgica, 2005
FALCÃO M., Djalma. “Integração de Tecnologias para Viabilização da Smart Grid”,
Anais do III Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos ( SBSE), 18-21 Maio, Belém
PA, 2010.
GELLINGS, C.W.; CHAMBERLIN, J.H. “Demand-Side Management, p. Concepts
and Methods”, Oklahoma, p. PennWell Publishing Company, 1993.
GELLINGS, C.W. “Then And Now, p. The Perspective Of The Man Who Coined The
Term 'DSM”, Energy Policy, vol. 24 (4), p. 285-288, 1996.
GONÇALVES, Mileni K. – Usabilidade de software: Estudo de Recomendações
Básicas para Verificação do Nível de Conhecimentos dos Alunos dos Cursos de
Design Gráfico e Sistemas de Informação da UNESP/BAURU – Bauru, 2008.
IEA – DC03; Disponível no site http://www.ieadsm.org/CaseStudies.aspx.
IEA – PI02; Disponível no site http://www.ieadsm.org/CaseStudies.aspx.
IEA – PI05; Disponível no site http://www.ieadsm.org/CaseStudies.aspx.
International Perspectives on Demand Side Management; Disponível em
Agosto/2011 no site http://www.aie.org.au.
JORDAN, P. W. – An Introduction to Usuability – Londres,1998.
KAMADA, M.; BOEIRA, V. –Análise de Modalidades Tarifárias e suas Aplicações
para Smart Grids – Curitiba, 2011.
LIMAYE, D.R. “Implementation of Demand-Side Management Programs”,
Proceedings of the IEEE, vol. 73(10), p. 1503-1512, 1985.
MEDINA, Jose; MULLER, Nelson. “Demand Response and Distribution Grid
Operations:Opportunities and Challenges” IEEE Transactions On Smart Grid, Vol. 1,
No. 2, Setembro 2010.
59
MOHSENIAN-RAD, Amir-Hamed; LEON GARCIA, Alberto. “Optimal Residential
Load Control With Price Prediction in Real-Time ElectricityPricing Environments”.
IEEE Transactions On Smart Grid, Vol. 1, No. 2, Setembro 2010.
MOLDERINK, Albert; BAKKER, Vincent; BOSMAN, Maurice G. C.; HURINK,
Johann. “Management and Control of Domestic Smart GridTechnology”. IEEE
Transactions On Smart Grid, Vol. 1, No. 2, Setembro 2010.
MUSSI, A.R.X.H.; OLIVEIRA, A. Empresa Padrão de Transmissão – Uma Proposta
Para a Operação. In: Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia
Elétrica, XVIII, 2005, Ctba. Anais., 2005
PARVANIA, Masood; FOTUHI-FIRUZABAD, Mahmud. “Demand Response
Scheduling by Stochastic SCUC”. IEEE Transactions On Smart Grid, Vol. 1, No. 1,
Junho 2010.
PEDRASA, Michael A. A.; SPOONER, Ted D.; MACGILL, Iain. “Coordinated
Scheduling of Residential Distributed Energy Resources to Optimize Smart
HomeEnergy Services”. IEEE Transactions On Smart Grid, Vol. 1, No. 2, Setembro
2010.
RAHIMI, Farrokh; IPAKCHI, Ali. “Demand Response as a Market Resource Under
the Smart Grid Paradigm”. IEEE Transactions On Smart Grid, Vol. 1, No. 1, Junho
2010.
Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grid), Djalma M. Falcão.
http://www.paginasustentavel.com.br/index.php?option=com_content&view=article&i
d=76:redes-eletricas-inteligentes-smart-grid&catid=8:artigos&Itemid=17.
RUNNELS, J.E.; WHYTE, D. “Evaluation of Demand-Side Management”,
Proceedings of the IEEE, vol. 73(10), p. 1489-1495, 1985
SHNEIDERMAN, B. – Designing the User Interface: Stratagies for Effective Human-
computer Interaction – 4 ed. Addison Wesley, 2005.
Smart grids – European Technology Platform; Disponível em Abril/2011 no site
http://smartgrids.eu/
THE EUROPEAN ELECTRICITY GRID INITIATIVE. “Roadmap 2010-18 and
Detailed Implementation Plan 2010-12”
