Smart Grid
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IFMG – Instituto Federal de Minas Gerais
Campus Betim
Tecnólogo em Automação Industrial
Trabalho Final de Informática
Smart Grid
Charles Santos
Luiz Alexandre da Silva Santos
Paulo Cesar
Betim - MG
Abril de 2013
2
IFMG – Instituto Federal de Minas Gerais
Charles Santos
Luiz Alexandre da Silva Santos Trabalho Final de Informática
Paulo Cesar
Charles Santos
Luiz Alexandre da Silva Santos
Paulo Cesar
Trabalho Final de Informática
Smart Grid
Trabalho de Informática apresentado
como requisito de Trabalho Final da
Disciplina Introdução à Informática do
curso tecnológico em Automação
Industrial do Instituto Federal de Minas
Gerais, Campus Betim, lecionada pelo.
Professor: Igor da Costa Vieira
Betim – MG
Abril de 2013
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“A mente que se abre a uma nova ideia
Jamais voltará ao seu tamanho original.”
Albert Einstein
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“Hoje a energia elétrica é fundamental. Dela
dependem a vida cotidiana e a capacidade de
realizar grande parte das atividades humanas.
Antes o sol governava nossa existência. Agora, só
ficamos no escuro se quisermos.”
Afonso Capelas Jr
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RESUMO
O Smart Grid é uma tecnologia que vem sendo discutida em todo mundo. Ele está
modernizando as redes de distribuição de energia elétrica tornando-as um sistema inteligente,
que seja capaz de prever falhas e integrar novas fontes de energias renováveis no sistema
elétrico.
Palavras Chave: Smart Grid, Fontes Renováveis de Energia.
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Topologia de Redes Inteligentes (7) ......................................................................... 18
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Algumas iniciativas relacionadas às redes inteligentes ao redor do mundo (2) ....... 20
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SUMARIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 9
2 5W2H ............................................................................................................................... 10
3 ENERGIA ELÉTRICA - SURGIMENTO E EVOLUÇÃO ............................................ 12
4 SMART GRID .................................................................................................................. 14
4.1 Medidores Eletrônicos ............................................................................................... 15
4.2 Cidades Testes ........................................................................................................... 16
4.3 Topologia ................................................................................................................... 16
4.4 Panorama da Regulação do Setor no Brasil ............................................................... 18
4.5 Iniciativas Relacionadas às Redes Inteligentes ao Redor do Mundo ......................... 20
4.6 A Cemig e o Smart Grid ............................................................................................ 20
5 CONCLUSÃO .................................................................................................................. 22
6 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................. 25
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1 INTRODUÇÃO
Com a crescente demanda de energia elétrica e as discursões sobre proteção ambiental,
estamos diante de um desafio: utilizar, cada vez mais, novas fontes de energia elétrica
renováveis. Mas como iremos agregar essa energia renovável no sistema de transmissão e
distribuição se ela é geralmente intermitente (no caso da energia provinda de células
fotovoltaicas e energia eólica, que dependem da intensidade da radiação solar e da velocidade
dos ventos, respectivamente)?
O Smart Grid ou Rede Inteligente é a solução. Ele está sendo desenvolvido para que micro
geradores possam estar conectados à rede, podendo fornecer ao sistema a energia que não está
consumindo e podendo, também, receber energia da rede, quando sua produção não for
suficiente. Além desta possibilidade, o Smart Grid é bidirecional, estando o cliente e a
concessionaria de energia cientes do consumo de energia e da tarifação vigente naquele
momento, tudo isso graças a aferidores eletrônicos de consumo.
Esse trabalho tem como objetivo apresentar o Smart Grid.
O trabalho está dividido em 5W2H, Energia Elétrica, Smart Grid e Conclusão. Em 5W2H são
respondidas as perguntas básicas do Gerenciamento de Projetos. Em Energia Elétrica é
apresentada uma breve historia da energia elétrica e sua evolução. Em Smart Grid é
apresentado as redes inteligentes e o panorama no Brasil.
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2 5W2H
O termo 5W2H vem do Gerenciamento de Projeto. O termo nos mostra que sempre que estas
perguntas são feitas não se perde o foco no objetivo e a excelência é mais facilmente
alcançada.
As siglas 5W2H vêm do inglês, estando elas abaixo e devidamente respondidas:
What? – O que?
O Programa Brasileiro de Rede Elétrica Inteligente, o Smart Grid.
Where? – Onde?
De inicio em algumas cidades de médio porte, para testes e com o avançar da
tecnologia, em todo sistema brasileiro de distribuição de energia elétrica.
When? – Quando?
Em médio prazo.
Who? – Quem?
Concessionárias de distribuição de Energia Elétrica.
Why? – Por quê?
Pelo fato do continuo aumento da demanda de energia elétrica e por fatores de
proteção ambiental. O Smart Grid vai permitir a integração de pequenas geradoras de
energia renováveis que estejam próximos aos centros de carga, aliviando o consumo
de energia elétrica provinda de termelétricas movidas a combustíveis fosseis.
How? – Como?
Modernizando e automatizando as redes de distribuição de energia e incentivando na
criação de novas pequenas geradoras.
How Much? – Quanto custa?
A Cemig e a Ligth investem R$ 65 milhões em Smart Grid (1).
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Os Estados Unidos tem um programa de investimentos de US$ 4,5 bilhões em
infraestrutura de Smart Grid (2).
A Austrália investiu em 2010 US$ 100 milhões na Iniciativa Nacional de Eficiência
Energética para Smart Grid e para a Cidade Inteligente (2).
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3 ENERGIA ELÉTRICA - SURGIMENTO E EVOLUÇÃO
Antes de falarmos de energia elétrica devemos falar de eletricidade.
Foi Tales de Mileto quem descobriu as cargas elétricas, na Grécia Antiga. Ele foi um filósofo
onde sua tentativa de buscar a verdade da vida na natureza o levou a algumas experiências
com magnetismo, que naquele tempo só existiam como curiosa atração entre objetos de ferro
e um tipo de rocha encontrada na cidade de Magnésia, de onde o nome deriva (3).
A eletricidade é um termo geral que abrange uma variedade de fenômenos resultantes da
presença e do fluxo de carga elétrica. O uso mais comum da palavra “eletricidade” atrela-se à
sua acepção menos precisa: a Energia Elétrica (4).
A energia elétrica é a capacidade de uma corrente elétrica realizar trabalho. Ela é gerada
através da aplicação de uma diferença de potencial entre dois pontos condutores, que
permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos. Pode ser obtida através de energia
química e energia mecânica (5).
No sistema internacional (SI), a energia elétrica é dada em Joule (J), porém, a unidade de
medida mais utilizada é o quilowatt-hora (kWh) (5).
Em 1879 Thomas Edison inventou e criou a lâmpada incandescente e dois anos depois proveu
escavações em Manhattan, Nova Iorque, para instalar fios de cobre em tuneis subterrâneos,
sendo, também, o responsável pelo nascimento das redes elétricas. O inquieto inventor
também construiu a usina de geração de eletricidade da estação Pearl Street, à sombra da
famosa ponte do Brooklim. Em 4 de setembro de 1882, Thomas Edison acionou um
interruptor no prédio do banqueiro J. P. Morgan. Fez-se a luz, centenas de lâmpadas
produzidas por ele se acenderam como por milagre, iluminando as salas da Drexel, Morgan &
CO., entre outros escritórios vizinhos. Na década de 1890, linhas de eletricidade interligavam
uma nova usina geradora, localizada nas cataratas do Niágara, em Buffalo, a 32 quilômetros
de distância (6).
Foi também Thomas Edison o responsável pela eletricidade no Brasil, a pedido de Dom Pedro
II. Em 1876, em visita à Filadélfia, o imperador soube que ele trabalhava no desenvolvimento
da lâmpada, na época em fases de testes. Mesmo assim, solicitou a Thomas Edison que
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providenciasse a instalação de luz elétrica na estação central da Estrada de Ferro Dom Pedro
II. Em 1879, seis lâmpadas acionadas por dois dínamos encheram de luz as dependências da
estação, que mais tarde viria a ser conhecida como Central do Brasil (6).
A rede elétrica criada por Thomas Edison, no entanto, pouco evoluiu desde então. Por isso,
ainda é suscetível a panes e apagões. A rede elétrica que temos no momento é frágil e
imprevisível, a ponto de ser interrompida por tempestades de raios, ventos fortes e curtos
circuitos, sem que haja tempo hábil para que apagões sejam evitados. O excesso inesperado
de demanda é outro problema (6).
Hoje, para se aferir quanto uma família ou um empreendedor gasta de energia é preciso que
uma pessoa se dirija à residência, ao escritório ou à empresa e anote o que vê no velho
medidor eletromecânico, tecnologia da década de 1920. Por outro lado, a companhia
distribuidora só sabe que houve queda no fornecimento quando o consumidor telefona ou
envia uma mensagem para reclamar. As empresas de eletricidade não dispõem de informações
precisas em tempo real sobre o fluxo de corrente em suas linhas. Esse controle depende da
reação das pessoas e de interruptores mecânicos pouco precisos (6).
Nos dias atuais a rede elétrica deve ser, ao mesmo tempo, mais confiável e precisa se mostrar
compatível com outras matrizes energéticas, interligando, por exemplo, as principais usinas
hidrelétricas e parques eólicos, distantes dos centros urbanos. Automatizada e munida de
recursos de auto regulação, seria menos vulnerável a panes e apagões. Também estaria
receptiva a outras fontes energéticas intermitentes e de pequena escala, como painéis solares e
turbinas eólicas, por exemplo. Essa nova tecnologia atende pelo nome de Smart Grid: a rede
inteligente de energia (6).
Como advento do Smart Grid, a relação entre a rede fornecedora e o consumidor vai clarear.
Será possível acompanhar o consumo, efetuar cortes e religações remotas, impor diferentes
tarifas para a energia dependendo do horário do dia, entre outras. Isso permitirá, tanto ao
cliente quanto às companhias de eletricidade, considerável redução nas despesas com energia
e diminuição nos níveis de poluição e nas emissões de gases do efeito estufa, provenientes de
termelétricas movidas a combustíveis fósseis (6).
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4 SMART GRID
O termo Smart Grid foi usado pela primeira vez em 2005 em um artigo escrito por S.Massoud
Amin e Bruce F. Wollenberg, publicado na revista IEEE P&E, com o título de “Toward A
Smart Grid”. Existem várias definições para o conceito de redes inteligentes, mas todas
convergem para o uso de elementos digitais e de comunicações nas redes que transportam a
energia. Esses elementos possibilitam o envio de uma gama de dados e informações para os
centros de controle, onde eles são tratados, auxiliando na operação e controle do sistema em
um todo (7).
Em 2008 o Brasil assumiu uma posição de liderança na implantação do sistema na América
Latina. Em novembro de 2012 o Brasil sediou o 5º Fórum Latino Americano de Smart Grid
na cidade de São Paulo, o qual anunciou importantes avanços na introdução de Sistemas
Inteligentes de Energia proporcionados pelo engajamento dos Governos locais na
implementação desta transformação tecnológica. O resultado do evento foi altamente positivo,
tendo alcançado expressiva participação de 12 patrocinadores, 27 palestrantes brasileiros, 22
palestrantes internacionais, 36 entidades apoiadoras e mais de 500 visitantes (6) (8).
As primeiras tentativas de se instalar alguma inteligência na rede elétrica advieram da
medição eletrônica, que foi usada para monitorar o comportamento de carga de grandes
consumidores. Com a instalação de equipamentos de comunicação, esses medidores iriam
proporcionar o monitoramento em tempo real do consumo e dos fatores reativos e o uso de
aplicativos para respostas em demanda. No inicio de 2000, um projeto desenvolvido na Itália
para a larga instalação de medição eletrônica, chamado de Telegestore Project, previu a
utilização de cerca de 27 milhões de aferidores eletrônicos com capacidade para comunicação
via PLC – Power Line Communications, que é a transmissão de dados via cabo de energia (7).
A diretoria da Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) aprovou, em sua 29ª Reunião
Pública Ordinária, em 7 de agosto de 2012, a resolução que regulamenta os requisitos básicos
para os sistemas de medição eletrônica de energia elétrica de unidades consumidoras do
Grupo B (residencial, rural e demais classes, exceto baixa renda e iluminação pública) (9).
A expectativa é de que a decisão da Agência traga uma série de benefícios para os
consumidores de energia – como a criação das condições para difundir a micro geração
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distribuída, ou seja, a possibilidade de que consumidores também atuem como pequenos
geradores de fontes alternativas de energia. Ex.: Uma casa poderá ter painéis fotovoltaicos e
alternar seu consumo entre energia solar e energia convencional, assim sua produção
excedente poderá ser “vendida” à concessionária. Além desse, outros benefícios que a
medição eletrônica deve trazer ao consumidor são: o consumo mais eficiente de energia, já
que o consumidor passará a ter mais informações sobre o seu perfil; a possibilidade de
atendimento remoto pela concessionária; o melhor monitoramento da rede pela distribuidora,
devido ao fluxo de comunicação consumidor-concessionária; a redução de perdas técnicas e
não técnicas; e a oferta de novos serviços aos consumidores (9).
4.1 Medidores Eletrônicos
Os medidores eletrônicos de energia elétrica representam um passo importante para a
implantação das redes elétricas inteligentes no Brasil. O conceito de rede inteligente (smart
grid, em inglês) constitui a infraestrutura que integra equipamentos e redes de comunicação
de dados ao sistema de fornecimento de energia elétrica – o que, de acordo com o diretor
relator do processo, André Pepitone da Nóbrega, transformará a rede elétrica existente numa
verdadeira “internet de energia”, aliando transporte de elétrons e de informação. O diretor
salientou que os fatores que impulsionaram o órgão regulador a estudar a implantação das
redes inteligentes no Brasil foram as necessidades de melhorar a qualidade no serviço
prestado de baixa tensão, bem como de reduzir os custos operacionais e as perdas no
fornecimento de energia (que hoje corresponde a cerca de 8,7 % da energia produzida no país,
o equivalente à produção da futura Usina Hidrelétrica de Santo Antônio, no Rio Madeira.
Perdas cujas principais causas são os furtos de energia) (9).
Com o novo regulamento, as distribuidoras terão 18 meses para oferecer os medidores
eletrônicos aos consumidores. A proposta da ANEEL estabelece dois tipos de medidores. Um
deles, a ser instalado sem ônus, será fornecido no caso de o usuário aderir à modalidade
tarifária branca – onde a tarifa varia de acordo com faixas horárias de consumo. O outro
modelo, mais completo, oferecerá acesso a informações específicas individualizadas sobre o
serviço prestado e a instalação poderá ser cobrada pela distribuidora. Em ambos os casos, a
instalação do medidor ocorrerá por solicitação do consumidor (9).
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4.2 Cidades Testes
No Brasil, a primeira cidade a dispor do Smart Grid será Aparecida, no vale do Paraíba,
famosa pela Basílica de Nossa Senhora Aparecida. A empresa EDC Energias do Brasil está
investindo R$ 10 milhões na instalação da nova tecnologia (6). Em Minas Gerais, a área
escolhida foi a região atendida pelas subestações Sete Lagoas 1, 2 e 3, correspondendo
municípios e localidades da região. Inicialmente, as instalações de infraestrutura avançada de
medição e automação da distribuição estarão concentradas em Sete Lagoas, Santana de
Pirapama, Santana do Riacho, Baldim, Prudente de Moraes, Funilândia e Jequitibá (10).
A escolha da Cemig pela cidade de Sete Lagoas como sede da implantação do projeto se deu
pelo fato de possuir sistema elétrico e de telecomunicações favoráveis aos testes, mercado
diversificado e por possuir um contingente populacional e de clientes que garante uma boa
amostra de seu mercado. A presença da Universidade Corporativa da Cemig – UniverCemig,
que conta com rede modelo e laboratórios ideais para os testes que serão realizados e
capacitação das equipes foi outro fator decisivo na escolha da região para desenvolvimento do
piloto (11), além da proximidade (cerca de 70 km) com a capital do estado de Minas Gerais,
Belo Horizonte (10).
4.3 Topologia
Implantar uma rede inteligente vai além da instalação de medidores eletrônicos com mais
funcionalidades. Essa modernização exige a construção de uma plataforma de
telecomunicações e de sistemas computacionais, conhecida como infraestrutura de medição
avançada (Advanced Metering Infrastructure – AMI). Está plataforma permite o uso de
aplicativos computacionais, que em breve serão disponibilizados pelas concessionarias, para
que o consumidor gerencia seu consumo on-line (12).
A realidade do Smart Grid deve transformar o sistema elétrico em uma moderna rede que
permitirá às concessionárias de energia e aos consumidores mudar a forma como
disponibilizam e consomem energia. A parte mais visível dessa evolução, atualmente, está no
uso, em larga escala, dos medidores eletrônicos de energia, que permitirão, em curto prazo,
exercitar novas modalidades tarifárias e novos comportamentos de consumo (13).
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As tecnologias envolvidas no conceito de Smart Grid podem ser divididas em quatro grupos:
medição eletrônica, comunicação, sensoriamento e computação (7).
Medição Eletrônica – não se trata apenas dos medidores instalados nas residências,
indústrias e comércio. Toda a medição envolvida, desde a geração até o consumidor
final, faz parte dessa categoria. Quando todos os medidores forem substituídos pelos
eletrônicos, haverá uma grande massa de dados que permitirá um melhor
planejamento e controle de toda a rede. As concessionárias poderão fazer serviços
remotos de cortes e religação e os usuários poderão fazer o uso mais consciente da
energia a eles oferecidas, que terão tarifas dinâmicas ao decorrer do dia (7).
Comunicação – é uma das funcionalidades mais importantes dos medidores
inteligentes. Eles são capazes de se comunicar bidirecionalmente a outros
equipamentos instalados na rede ou em unidades consumidoras. Já existe uma gama
de tecnologias disponíveis para propiciar essa comunicação. Entre elas o PLC (Power
Line Communications), ZibBee, Redes Mesh, Radiofrequência e Redes Celulares
(GPRS). A escolha dependerá de uma série de fatores, como topologia, preço,
disponibilidade, alcance e viabilidade. Sendo que uma mesma concessionária fará uso
de mais de um tipo de tecnologia (7).
Toda comunicação necessita de um protocolo. E nas redes inteligentes o protocolo
deverá ser público para garantir a competição e a utilização de equipamentos de vários
fabricantes sem a necessidade de mudança de contratação de serviços de comunicação
de dados (7).
Sensoriamento – será responsável pela monitoração da rede, tornando-a realmente
inteligente. Os sensores serão responsáveis pela auto recuperação da rede, diminuindo
a falta de energia aos clientes (7).
Computação – será responsável pelo processamento dos dados provenientes de toda a
rede.
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Figura 1: Topologia de Redes Inteligentes (7)
Como é mostrado na figura 1, os medidores eletrônicos são responsáveis pela comunicação
entre os equipamentos do consumidor residencial ou comercial (podendo ser equipamentos
consumidores ou geradores de energia) e os concentradores que serão instalados junto aos
transformadores nos postes da rede. Os concentradores são responsáveis pela comunicação
entre diversos medidores e pontos de retransmissão como torres. Os pontos de retransmissão
se comunicam com subestações ou outros pontos e estes se comunicam com os centros de
controle de distribuição (7).
4.4 Panorama da Regulação do Setor no Brasil
No âmbito do Governo Federal Brasileiro, diversas iniciativas relativas à definição de marcos
regulatórios para as redes inteligentes estão em andamento. Desde 2008 a ANEEL vem
discutindo junto à sociedade de implantação de infraestrutura avançada de medição sobre a
substituição dos medidores de energia tradicionais por sistemas de medição que integrem a
metrologia legal dos sistemas de telecomunicações e de informações. Esta arquitetura é
chamada de AMI (14).
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Outra iniciativa de destaque promovida pela ANEEL foi a publicação da Audiência Pública nº
120/2010 que teve como objetivo obter subsídios e informações adicionais para o
estabelecimento da metodologia a ser aplicada à estrutura tarifária das concessionárias de
serviço público de distribuição de energia elétrica a partir de 2011. Entre os temas estava a
definição da aplicação de tarifação horo sazonal Time of Use (TOU), aplicadas a unidades
consumidoras atendidas em baixa tensão (14).
Mais uma iniciativa de destaque da ANEEL foi a promoção da chamada pública número
11/2012 para a realização de projeto estratégico de pesquisa e desenvolvimento (P&D
Estratégico “Programa Brasileiro de Rede Elétrica Inteligente”) que tem como objetivo
fornecer subsídios para a elaboração de um Plano Nacional para migração tecnológica do
setor elétrico para as redes inteligentes. O projeto está sendo executado com recursos do
Programa de Pesquisa e Desenvolvimento – P&D, gerido pela ANEEL, e conta com a
participação de 37 concessionárias (14).
As questões envolvendo a geração distribuída (GD) de pequeno porte conectada à rede de
distribuição de energia elétrica também tem sido discutidas e promovidas pelo regulador.
Consultas públicas e notas técnicas tratam nos últimos dois anos da redução de barreiras para
instalação de GD (14).
Iniciativas do Ministério de Minas e Energia – MME e do Ministério da Ciência, Tecnologia e
Inovação – MCTI também indicam a importância do tema para o Brasil e a necessidade de
discussão do temo em âmbito federal. Exemplo de iniciativa do Governo Federal foi a
criação, por meio da portaria MME nº440, de 15/04/2010, de um grupo de trabalho com o
objetivo de analisar e identificar ações necessárias para subsidiar o estabelecimento de
politicas públicas para a implantação de um Programa Brasileiro de Rede Elétrica Inteligente
– “Smart Grid” (14).
Desta forma, ainda estão sendo discutidos no Brasil as políticas públicas e o arcabouço
regulatório de sustentação técnica e econômica financeira para implantação das redes
inteligentes. Portanto, de ponto de vista das concessionárias de energia, a execução de
projetos de P&D, provas de conceito – PoC e implementação de projetos piloto são
oportunidades de avaliação das redes inteligentes sem que sejam afetados o equilíbrio
econômico financeiro empresarial e a regulação atual do setor (14).
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4.5 Iniciativas Relacionadas às Redes Inteligentes ao Redor do Mundo
Diversos países estão adotando iniciativas voltadas para o tema, indicando que o futuro do
setor elétrico passa pela implementação das redes inteligentes. Os motivadores e incentivos
para a implantação das redes inteligentes diferem em cada país. Por isso é importante adaptar
a tecnologia para a realidade brasileira, levando em conta não só fatores técnicos, como
também o modo de se relacionar com o consumidor (2).
Abaixo está uma tabela onde são apresentadas algumas iniciativas relacionadas às redes
inteligentes ao redor do mundo:
Localidade Iniciativa
Canadá Governo do Estado de Ontario obriga a instalação de medidores eletrônicos
em todas as empresas e casas.
Estados Unidos Programa de investimento de US$ 4,5 bilhões em infraestrutura de smart
grid.
Europa Alcançar a meta de 20% de geração renovável até 2020 e planos pilotos de
smart grid na Itália, Espanha e Portugal.
Austrália Investimento de US$ 100 milhões em 2010 na Iniciativa Nacional de
Eficiência Energética para smart grid e para a Cidade Inteligente.
Japão
Smart Community – esforços para aumentar a eficiência energética, difusão
de painéis fotovoltaicos e veículos elétricos e criação de novo modelo de
infraestrutura.
Tabela 1: Algumas iniciativas relacionadas às redes inteligentes ao redor do mundo (2)
4.6 A Cemig e o Smart Grid
Em dezembro de 2009 foi lançado oficialmente o Projeto Cidades do Futuro (15).
O ano de 2010 foi dedicado ao planejamento e estruturação dos projetos. Em novembro de
2010 foram assinados dois convênios, sendo:
Um com o CPqD (Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecom), cujo projeto
foi denominado D423 e trata do desenvolvimento de Modelo Smart Grid através de
integrações sistêmicas de soluções inteligentes para automação da rede de distribuição,
infraestrutura avançada de medição e participação do consumidor;
E o outro com a FITec (Fundação para Inovações Tecnológicas), cujo projeto foi
denominado D424 e se trata de uma plataforma de testes de conformidade e
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interoperabilidade de dispositivos “Smart Metering” e automação de rede baseada em
solução segura de comunicação híbrida WMAN-WiMAX (15).
Em 2011, os P&Ds (Pesquisa e Desenvolvimento) D423 e D424 já apresentaram produtos
parciais. E também em 2011 foi assinado o termo de acordo com a United State Trade and
Development Agency – USTDA e iniciado o processo de aquisição do primeiro lote de
infraestrutura avançada de medição (15).
No período de 2012 e 2013 além da finalização da implantação dos sistemas AMI (Advanced
Metering Infrastructure) será dado foco à implantação da infraestrutura de tecnologia da
informação e telecomunicações, equipamentos e sensores desenvolvidos nos P&Ds e de
mercado, automação de redes, geração distribuída, mobilidade elétrica e automação
residencial. Os resultados dos testes laboratoriais e de campo da arquitetura técnica e
relacionamento com consumidores frente aos novos equipamentos e serviços servirão de base
para a Cemig elaborar um plano de desenvolvimento pleno nas redes elétricas inteligentes em
sua área de concessão (15).
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5 CONCLUSÃO
A história das redes de transmissão e distribuição de energia começou em 1882 com Thomas
Edson em Nova Iorque, nos Estados Unidos. Está primeira rede elétrica interligava uma usina
de geração localizada no Brooklin à Manhattan e logo depois, na década de 1890, com a
construção da usina hidrelétrica nas cataratas do Niágara, foi criada uma rede de transmissão
de 32 quilômetros para interligar a usina à rede existente.
Desde então as redes de distribuição de energia pouco evoluíram, mesmo com o surgimento
do computador e das novas tecnologias. Isto faz com que as perdas giram em torno de 8,7%
de toda energia produzida no país, perdas geralmente por furto. Outros aspectos negativos
são: o fato de as concessionárias só ficarem sabendo de interrupções de energia quando um
cliente às informam; a forma com que os dados de consumo são coletados, que até hoje é por
meio físico, necessitando de uma pessoa ir de casa em casa anotar os dados; os cortes e
religamentos, também ainda são feitos fisicamente; os picos inesperados de consumo, que
podem provocar em apagões; além dos termos ambientais, pelo fato de usinas termelétricas
movidas a combustíveis fosseis serem acionadas para suprir picos de demanda; entre outros.
O Smart Grid ou Redes Inteligentes está surgindo com o propósito de suprir estes aspectos
negativos e de tornar a interface de comunicação entre concessionária e consumidor mais
dinâmica e transparente.
A tecnologia do Smart Grid vai muito além somente dos medidores eletrônicos. Uma nova
rede de comunicação vai ser integrada à rede existente. Esta tecnologia pode se dividir em
quatro grupos, sendo eles:
A Medição Eletrônica – que é toda a medição desde a geração até o consumidor final;
A Comunicação – que é a parte crucial do projeto, onde a comunicação se da
bidirecionalmente basicamente entre os medidores eletrônicos e os centros de controle
de distribuição. É através dela que serviços remotos, como corte e religamentos,
medição do consumo, etc, poderão ser executados;
O Sensoriamento – que é responsável pela monitoração da rede;
A Computação – que será responsável pelo processamento dos dados provenientes de
toda a rede.
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Equipamentos da rede de comunicação:
Medidores Eletrônicos – são instalados nas residências ou no comercio, estes podendo
ser consumidores ou geradores. São responsáveis pela comunicação entre os
equipamentos dentro da residência ou comercio aos concentradores;
Concentradores – são instalados junto aos transformadores nos postes da rede. São
responsáveis pela comunicação entre diversos medidores eletrônicos e pontos de
retransmissão;
Pontos de Retransmissão – podem ser torres. São responsáveis pela comunicação entre
os concentradores e subestações ou outros pontos;
Subestações ou outros pontos – são responsáveis pela comunicação entre os pontos de
retransmissão e os centros de controle de distribuição.
O Smart Grid vai permitir a integração de micro geradores na rede de distribuição elétrica.
Este é um fato muito importante nas discussões atuais sobre uso de energias renováveis, já
que qualquer pessoa pode ter painéis fotovoltaicos em sua residência ou comercio e utilizar a
energia por eles fornecida e podendo, também, vender o excedente da energia ou comprar o
que lhe é necessário.
Não será mais necessário deslocar pessoas para fazer as leituras dos medidores e nem de
equipes para fazerem cortes ou religamentos. Tudo vai ser feito remotamente. E também não
mais precisaremos informar sobre interrupções no fornecimento de energia, porquê a própria
rede vai ter conhecimento e vai tentar corrigir e caso não consiga vai deslocar equipes para o
local automaticamente.
Teremos tarifas de energia dinâmicas ao decorrer do dia, variando de acordo com a demanda
de energia. Com estas informações espera-se que se faça o uso mais consciente da energia.
Com o advento desta tecnologia a concessionária poderá controlar aparelhos dentro das
residências, claro, com o consenso do consumidor. Um exemplo é controlar a temperatura
deum aquecedor ou condicionador de ar, ligar a máquina de lavar no horário que a energia
estiver mais barata, entre varias outras possibilidades.
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As concessionárias disponibilizarão aplicativos para que possamos acompanhar nosso
consumo através da Internet via Celular, Smartphones, Tablets, Notebooks, computadores e
tudo mais que vir daqui pra frente.
O mercado de distribuição de energia elétrica vai sofrer uma lucrativa expansão abrindo
novos mercados.
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Luiz Alexandre da Silva Santos Trabalho Final de Informática
Paulo Cesar
6 BIBLIOGRAFIA
1. Light e Cemig investem R$ 65 milhões em Smart Grid. CNpD. [Online] [Citado em: 6 de
abril de 2013.] http://www.cpqd.com.br/imprensa-e-eventos/press-releases/5102-light-e-
cemig-investem-r-65-milhoes-em-smart-grid-.html.
2. Cemig. Iniciativas relacionadas às redes inteligentes ao redor do mundo. Cemig. [Online]
Cemig. [Citado em: 6 de abril de 2013.] http://www.cemig.com.br/pt-
br/A_Cemig_e_o_Futuro/sustentabilidade/nossos_programas/Redes_Inteligentes/Paginas/inic
iativas_relacionadas_as_redes_inteligentes.aspx.
3. Tales Mileto. Wikipédia. [Online] julho de 2012. [Citado em: 04 de abril de 2013.]
http://pt.wikipedia.org/wiki/Tales_de_Mileto.
4. Eletricidade. Wikipédia. [Online] [Citado em: 04 de abril de 2013.]
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidade.
5. Cavalcante, Kleber. Energia Elétrica. Brasil Escola. [Online] [Citado em: 04 de abril de
2013.] http://www.brasilescola.com/fisica/energia-eletrica.htm.
6. Jr., Afonso Capelas. Smart Grid: o futuro da energia. Grupo Abril. [Online] National
Geographic Brasil, 13 de junho de 2012. [Citado em: 23 de março de 2013.]
http://viajeaqui.abril.com.br/materias/smart-grid-o-futuro-da-energia.
7. Grupo de Trabalho de Redes Elétricas Inteligentes - Ministério de Minas e Energia.
Smart Grid. 2010.
8. [Online] [Citado em: 23 de março de 2013.] http://www.smartgrid.com.br.
9. ANEEL - Agencia Nacional de Energia Elétrica. ANEEL regulamenta medidores
eletrônicos. [Online] 08 de agosto de 2012. [Citado em: 04 de abril de 2013.]
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=5903&id_area=
90.
10. Cemig. Rdes Inteligentes na Cemig - Projeto cidades do futuro. Cemig. [Online] Cemig.
[Citado em: 07 de abril de 2013.] http://www.cemig.com.br/pt-
26
IFMG – Instituto Federal de Minas Gerais
Charles Santos
Luiz Alexandre da Silva Santos Trabalho Final de Informática
Paulo Cesar
br/A_Cemig_e_o_Futuro/sustentabilidade/nossos_programas/Redes_Inteligentes/Paginas/as_r
edes_inteligentes_na_cemig.aspx.
11. —. Sete Lagoas. Cemig. [Online] Cemig. [Citado em: 07 de abril de 2013.]
http://www.cemig.com.br/pt-
br/A_Cemig_e_o_Futuro/sustentabilidade/nossos_programas/Redes_Inteligentes/Paginas/sete
_lagoas.aspx.
12. —. Medidores Inteligentes. Cemig. [Online] Cemig. [Citado em: 07 de abril de 2013.]
http://www.cemig.com.br/pt-
br/A_Cemig_e_o_Futuro/sustentabilidade/nossos_programas/Redes_Inteligentes/Paginas/med
idores_inteligentes.aspx.
13. Ricci, Alessandro. Smart Grid. Domani Automação. [Online] 26 de fevereiro de 2012.
[Citado em: 04 de abril de 2013.] http://www.domaniautomacao.com.br/smart-grid.
14. Cemig. Panorama da regulação do setor no Brasil e participação da CEMIG. Cemig.
[Online] Cemig. [Citado em: 07 de abril de 2013.] http://www.cemig.com.br/pt-
br/A_Cemig_e_o_Futuro/sustentabilidade/nossos_programas/Redes_Inteligentes/Paginas/pan
orama_da_regulacao.aspx.
15. —. Passos da Cemig em direção às Rdes Inteligentes. Cemig. [Online] [Citado em: 07 de
abril de 2013.] http://www.cemig.com.br/pt-
br/A_Cemig_e_o_Futuro/sustentabilidade/nossos_programas/Redes_Inteligentes/Paginas/pass
os_da_cemig.aspx.
16. Amin, S. Massoud e Wollenberg, Bruce F. Toward a Smart Grid. s.l. : IEEE Power &
Energy, 2005.
17. Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL. CHAMADA Nº 011/2010. PROJETO
ESTRATÉGICO: “PROGRAMA BRASILEIRO DE REDE ELÉTRICA INTELIGENTE". julho
de 2010.
18. ANEEL - Agencia Nacional de Energia Elétrica. Atlas de Energia Elétrica no Brasil. 2ª.
Brasilia : ANEEL, 2005.
27
IFMG – Instituto Federal de Minas Gerais
Charles Santos
Luiz Alexandre da Silva Santos Trabalho Final de Informática
Paulo Cesar
19. MAGNOLI, D e R., SCALZARETTO. Geografia, espaõ, cultura e cidadania. São
Paulo : M, 1998oderna.
20. UFPE - Universidade Federal de Pernambuco. ATLAS Solar métrico do Brasil. Recife :
Editora Universitára da UFPE, 2000.
21. www.cresesb.cepel.br. Centro de Referencia para a Energia Solar e Eólica Sérgio de
Salvo Brito: CRESESP. [Online] [Citado em: 22 de abril de 2000.] www.cresesb.cepel.br.
22. GREEN, M. A. Sollar cell efficiency tables. Progress in Photovoltaics: Research and
Applications. Sydney : s.n., 2000.
23. Celulas fotovoltaicas. EBAH. [Online] [Citado em: 07 de abril de 2013.]
http://www.ebah.com.br/celulas+fotovoltaicas.