Smart Grid e Energia Solar em Residências

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SUMÁRIO 1. Introdução..................................................1 2. O sistema de Energia Elétrica atual:........................2 3. Smart Grid?.................................................2 4. Funcionamento do Smart Grid.................................3 5. Benefícios do Smart Grid....................................4 6. Sistemas de Energia Solar: Residências......................4 7. Funcionamento da Energia Solar em uma Residência:...........5 8. Características/Vantagens da Energia Solar em Residências...6 9. Aplicações da Energia Solar em uma Residência...............6 10. Conclusão.................................................7 11. Referências Bibliográficas................................8

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Trabalho sobre o que é e como funciona o Smart Grid (redes inteligentes) e como funciona um sistema de Energia Solar em uma residência.

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SUMRIO1.Introduo12.O sistema de Energia Eltrica atual:23.Smart Grid?24.Funcionamento do Smart Grid35.Benefcios do Smart Grid46.Sistemas de Energia Solar: Residncias47.Funcionamento da Energia Solar em uma Residncia:58.Caractersticas/Vantagens da Energia Solar em Residncias69.Aplicaes da Energia Solar em uma Residncia610.Concluso711.Referncias Bibliogrficas8

1. IntroduoO mundo de hoje em dia encontra-se cada vez mais digitalizado e computadorizado, e a automao da energia eltrica encontra-se entre uma das consequncias desse fato. O presente trabalho busca apresentar as maneiras em que a sociedade vem modernizando o uso, transmisso e at mesmo a produo da energia eltrica nos dias de hoje. Tais maneiras se destacam no s pelo fato de serem confiveis e econmicas, mas tambm pelo fato de serem extremamente sustentveis e formas de energia limpa, como o uso da Energia Solar, algo bastante debatido nos dias de hoje.7

2. O sistema de Energia Eltrica atual:O sistema de energia eltrica foi construdo ao longo de mais de 100 anos. Agora, um dos componentes da infraestrutura, dos quais a sociedade moderna efetivamente mais depende. Ele fornece energia eltrica para a indstria, para consumidores comerciais e residenciais, atendendo a uma crescente demanda.A maior parte da capacidade de gerao de hoje depende de combustveis fsseis, contribuindo significativamente para o aumento do dixido de carbono na atmosfera do mundo, com consequncias negativas para o clima e para a sociedade em geral.Para satisfazer a crescente demanda por energia e a necessidade de reduzir as emisses de dixido de carbono, precisamos de um sistema eltrico que pode lidar com estes desafios de forma sustentvel, confivel e econmica.O sistema eltrico do futuro deve cumprir quatro requisitos: Capacidade: a enorme demanda por energia eltrica tem que ser satisfeita Confiabilidade: sempre que necessrio a eletricidade deve estar disponvel, com alta qualidade e sem interrupes Eficincia: da produo e transmisso, at o consumo final a energia tem que ser economizada Sustentabilidade: Fontes de energia com baixo teor de carbono devem ser integradas ao sistemaApesar do atual sistema eltrico ser considerado uma maravilha da engenharia, para avanar ns precisamos de um sistema novo, um construdo e trabalhado de modo que possa lidar com a onda de equipamentos digitais e computadorizados e a cima de tudo, um sistema que possa automatizar e gerenciar a crescente complexidade e necessidades da eletricidade no sculo 21. Nesse contexto surge o Smart Grid.3. Smart Grid?O "Grid" se refere tudo que envolve um sistema eltrico, uma rede de linhas de transmisso, subestaes, transformadores e mais componentes que levam a eletricidade do seu local de origem at a sua casa ou indstria. Mas o que faz esse Grid Smart? Resumidamente, os fatos que formam um Smart Grid so: a tecnologia digital que permite a comunicao de duas vias entre a concessionrio e os seus clientes; e a deteco ao longo das linhas de transmisso.Da mesma maneira que a Internet, o Smart Grid consiste de controles, computadores, automaes e novas tecnologias e equipamentos trabalhando em conjunto, mas neste caso, estas tecnologias trabalham com a rede eltrica para responder digitalmente a nossa constante mudana de demanda eltrica.4. Funcionamento do Smart GridFigura 1 - Sistema Eltrico atual

Figura 2 - Sistema Eltrico com Smart Grid5. Benefcios do Smart GridO Smart Grid representa uma oportunidade sem precedentes para mover a indstria de energia em uma nova era de confiabilidade, disponibilidade e eficincia que iro contribuir para a nossa economia e sade ambiental. Os benefcios relacionados ao Smart Grid incluem: Transmisso mais eficiente da eletricidade; Reestabelecimento mais rpido da energia eltrica aps distrbios de energia; Reduo dos custos de energia para o consumidor; Reduo da demanda de pico, o que tambm ir ajudar na reduo de tarifas; Aumento da integrao de sistemas de energia renovvel em grande escala; Maior segurana.Eficincia: o que implica consumir menos energia da empresa concessionria de energia para fornecer o mesmo nvel ou melhor da qualidade do servio aos seus clientes. Reduzir os custos e reduzir as emisses de carbono. Confiabilidade: A rede inteligente ir detectar quando os ativos de uma rede esto comeando a falhar ou esto com desempenho em declnio, ir identific-los para a concessionria poder repar-los ou substitu-los antes que haja uma interrupo de energia real. A rede inteligente tambm ir detectar uma falha e localiz-la com preciso, permitindo a concessionria responder a ela com muita rapidez. Os smart grids permitiro isolar o impacto de uma falha aos clientes, de forma que menos clientes so afetadas quando h uma falha de energia. Integrao de ponta: Pode ser qualquer coisa, desde a leitura de um medidor inteligente para interagir com o sistema de gesto do cliente em casa, para painis solares, para veculos eltricos, que vai exigir a interao com a rede para ser bem sucedido.6. Sistemas de Energia Solar: ResidnciasUm sistema de energia solar fotovoltaico, tambm chamado de sistema de energia solar ou, ainda, sistema fotovoltaico, um sistema capaz de gerar energia eltrica atravs da radiao solar. Existem dois tipos bsicos de sistemas fotovoltaicos: Sistemas Isolados (Off-grid) e Sistemas Conectados Rede (Grid-tie).Os Sistemas Isolados so utilizados em locais remotos ou onde o custo de se conectar rede eltrica elevado. So utilizados em casas de campo, refgios, iluminao, telecomunicaes, bombeio de gua, etc. J os Sistemas Conectados rede, substituem ou complementam a energia eltrica convencional disponvel na rede eltrica. Um sistema fotovoltaico possui quatro componentes bsicos: Painis solares Fazem o papel de corao, bombeando a energia para o sistema. Podem ser um ou mais painis e so dimensionados de acordo com a energia necessria. So responsveis por transformar energia solar em eletricidade. Controladores de carga Funcionam como vlvulas para o sistema. Servem para evitar sobrecargas ou descargas exageradas na bateria, aumentando sua vida til e desempenho.

Inversores Crebro do sistema, so responsveis por transformar os 12 V de corrente contnua (CC) das baterias em 110 ou 220 V de corrente alternada (AC), ou outra tenso desejada. No caso de sistemas conectados, tambm so responsveis pela sincronia com a rede eltrica. Baterias Trabalham como pulmes. Armazenam a energia eltrica para que o sistema possa ser utilizado quando no h sol.Enquanto um sistema isolado necessita de baterias e controladores de carga, sistemas conectados rede funcionam somente com painis e inversores, j que no precisam armazenar energia.

Figura 3 - Sistema de Energia Sola Residencial integrado Rede (Grid-Tie)7. Funcionamento da Energia Solar em uma Residncia:A energia fotovoltaica produzida atravs de placas, geralmente feitas de silcio. Essas placas, tambm chamadas de clulas fotovoltaicas, atuam no recebimento dos ftons (presentes nos raios solares) e na produo de eltrons a partir deles, o que responsvel pela gerao de eletricidade em um processo chamado de efeito fotoeltrico, descoberto pelo famoso cientista Albert Einstein.Em uma residncia, o processo de produo de energia eltrica acontece da seguinte maneira:a. O painel solar no telhado da casa gera energia eltrica (em corrente continua) quando a Luz do Sol bate nele.b. A energia gerada pelo painel solar passa por um inversor solar que alterna a corrente continua para alternada e equaliza com a frequencia da sua residncia. (60Hz)c. A energia sai do inversor e conectada na rede de energia da sua casa, normalmente o sistema conectado no quadro de luz.

d. Essa energia vai sendo utilizada pelas luzes da casa, eletrodomsticos e tudo o que consome energia que esteja conectado na tomada. Se no tiver sol suficiente o resto da energia fornecido pela Distribuidora de energia. (Voc nem percebe a diferena!)e. A ENERGIA SOLAR VAI TE DAR CRDITOS DE ENERGIA! Se a sua casa gerar mais energia solar do que esta consumindo naquele momento a energia extra vai para a rede da distribuidora e gera um crdito de energia para voc.8. Caractersticas/Vantagens da Energia Solar em ResidnciasAssim como a elica e a do mar, a energia solar se caracteriza como inesgotvel - e considerada uma alternativa energtica muito promissora para enfrentar os desafios da expanso da oferta de energia com menor impacto ambiental.As vantagens da energia solar, ficam evidentes, quando os custos ambientais de extrao, gerao, transmisso, distribuio e uso final de fontes fsseis de energia so comparadas gerao por fontes renovveis, como elas so classificadas. Entre as j citadas, tambm podemos considerar como vantagens da energia solar as seguintes caractersticas: Utiliza uma fonte de energia sustentvel, no poluente, inesgotvel e gratuita - o Sol; Gera energia eltrica para sua residncia ou empresa; a forma ambientalmente correta de se gerar e consumir energia; Baixssimo impacto ambiental; Reduz o valor da sua conta de luz; No requer obras ou grandes reformas; Dura mais de 25 anos; Agrega valor ao seu imvel, seja ele residencial ou comercial; No requer constante manuteno; Reduo de perdas em transmisso e distribuio de energia; Edifcios com essa tecnologia geram mais eletricidade nos momentos de maior demanda no Brasil; Painis podem ser rapidamente instalados por sua grande modularidade, aumentando a gerao em uma mesma rea.9. Aplicaes da Energia Solar em uma ResidnciaAs aplicaes prticas da energia solar podem ser divididas em dois grupos: energia solar fotovoltaica, processo de aproveitamento da energia solar para converso direta em energia eltrica, utilizando os painis fotovoltaicos e a energia trmica (coletores planos e concentradores) relacionada basicamente aos sistemas de aquecimento de gua.A energia solar pode ser aproveitada, utilizando aparelhos de aquecimento de gua instantneos, esquentadores a gs ou combinados com qualquer sistema de aquecimento central a gs.Os sistemas solares trmicos fornecem gua quente para qualquer necessidade: gua quente sanitria, apoio ao aquecimento central, aquecimento de piscinas, aplicaes industriais em qualquer situao, um sistema solar adequado garante um ptimo aproveitamento da energia solar, contribuindo assim, para uma mxima poupana energtica.10. ConclusoBaseado nas informaes dadas neste trabalho, podemos entender como a distribuio da energia eltrica no mundo vem evoluindo para atender uma demanda cada vez mais digital e computadorizada. Podemos ver que essas transformaes podem colaborar para um futuro no s mais automatizado, mas tambm um futuro mais sustentvel, confivel e econmico. Por exemplo, o uso da energia solar colaboraria no apenas para o meio ambiente, mas tambm para o bolso do consumidor, que passaria a produzir energia eltrica em sua prpria residncias.No entanto, tal sistema de distribuio de energia eltrica como o Smart Grid e tais fontes de energia limpa como a Energia Solar so planos que continuam no papel e dificilmente so aproveitados devido ao custo de instalao, suporte e manuteno (apenas das duas ltimas serem consideradas raras para ambos), alm da falta de investimento e informao fornecida aos possveis-consumidores por parte no s das concessionrias, mas tambm do Governo. Fontes renovveis e automatizadas so caracterizadas pela incrvel economia de dinheiro por parte dos clientes, algo que no interessa industrias e/ou concessionrias, por essa razo e outras, o uso dessas tecnologias pouco se falado nos dias de hoje e at mesmo ignorado constantemente, algo que tende a mudar apenas quando combustveis fsseis comecem a se tornar escassos. 11. Referncias Bibliogrficas

1. Smart Grids: Energia eficiente para um mundo sustentvel. Disponvel em: http://www.abb.com.br/smartgrids. Acesso em: 09/06/20152. What is the Smart Grid? Disponvel em: https://www.smartgrid.gov/the_smart_grid/smart_grid.html. Acesso em: 09/06/20153. Smart grid. 2014. Disponvel em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Smart_grid. Acesso em: 09/06/20154. GHEDIN, Rodrigo. O que , como funciona e quais os benefcios do Smart Grid. 2012. Disponvel em: http://gizmodo.uol.com.br/infografico-o-que-e-como-funciona-e-quais-os-beneficios-do-smart-grid/. Acesso em: 09/06/20155. Sistemas de energia solar fotovoltaica e seus componentes. Disponvel em: http://www.neosolar.com.br/aprenda/saiba-mais/sistemas-de-energia-solar-fotovoltaica-e-seus-componentes. Acesso em: 09/06/20156. ENERGIA SOLAR RESIDENCIAL. Disponvel em: http://www.portalsolar.com.br/energia-solar-residencial.html. Acesso em: 09/06/20157. PENA, Rodolfo Alves. Energia Solar. Disponvel em: http://www.escolakids.com/energia-solar.htm. Acesso em: 09/06/20158. Energia Solar. Disponvel em: http://www.mma.gov.br/clima/energia/energias-renovaveis/energia-solar. Acesso em: 09/06/20159. Funcionamento painis solares trmicos para aquecimento. 2009. Disponvel em: http://www.portal-energia.com/funcionamento-paineis-solares-termicos-para-aquecimento/. Acesso em: 09/06/2015