estudo sobre geração distribuída e protocolos de comunicação de medidores inteligentes
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ESTUDO SOBRE GERAÇÃO DE ENERGIADISTRIBUÍDA E PROTOCOLOS DECOMUNICAÇÃO DE MEDIDORES
INTELIGENTES
Apresentação para o VII SIEPE - 2015.
24 de Novembro de 2015
Autor: Luimar Donini ([email protected])Orientador: José Wagner Kaehler
Sumário
Introdução; Geração de energia elétrica por painéis
fotovoltaicos; Geração de energia elétrica por geradores eólicos; Dispositivos Inversores; Medidores Inteligentes; Redes Mesh; Redes Mesh - Protocolos de Roteamento; Considerações Finais; Bibliografia.
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Introdução
Geração Distribuída é o nome dado à sistemas de geração de energia descentralizados.
São divididos em dois grandes grupos: off-grid e grid-tie Bastante difundida na Europa No Brasil, a geração distribuída só foi regularizada em
2012 por meio da resolução 482/2012 da ANEEL. Sistemas de geração distribuída apresentam baixo
impacto ambiental e redução da sobrecarga das redes. A norma 482/2012 permite que a energia excedente
produzida possa ser incorporada à rede da concessionária.
Custos de projeto, instalação e mão de obra por conta do cliente. 3
Geração de energia elétrica por painéis fotovoltaicos
Fabricados com materiais que possuem o chamado efeito fotovoltaico - semicondutores.
Os fótons da luz solar energizam os elétrons.
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Geração de energia elétrica por painéis fotovoltaicos
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Geração de energia elétrica por geradores eólicos
Turbinas são utilizadas para transformar a energia mecânica dos ventos em eletricidade.
Viável apenas em regiões de ventos constantes. Quantidade de energia produzida é diretamente
proporcional ao tamanho das hélices e da intensidade dos ventos.
Eficiência pode passar dos 45%. A energia eólica é de 60% a 70% mais cara para ser
produzida do que a energia gerada por uma hidrelétrica.
Possui a grande vantagem de ser renovável e de baixo impacto ambiental.
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Elementos de um aerogerador
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Sistema eólico
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Dispositivos Inversores
Elementos de extrema importância para sistemas de geração distribuída.
Convertem corrente contínua (CC) em alternada (CA). Sincronizam a tensão e corrente gerada localmente
com as da concessionária. Existem diversos tipos e modelos de inversores. Inversores modernos possuem dispositivos de
segurança que os desligam da rede quando a frequência não está de acordo
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Dispositivos Inversores
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Dispositivos InversoresAnálise da figura anterior
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Oscilador gera uma tensão pulsante. Transformador eleva os pulsos de baixa
tensão oriundos do oscilador. Na saída do transformador têm-se uma alta
tensão alternada. Regulador garante que a amplitude da tensão
não varie em relação a tensão desejada.
Medidores inteligentes
Peças chave para a implementação de sistemas grid-tie e das smart-grids;
Possuem diversas funcionalidades embutidas• Monitoramento do consumo em tempo real;• Consulta e envio de dados remotamente;• Corte e religamento remoto da energia;• Sitemas anti-fraude;• Entre outros;
Trafegam dados em ambas as direções; Utilizam a tecnologia de redes MESH; Possuem a funcionalidade conhecida como Self
Healing; São capazes de reduzir as perdas no fornecimento de
energia e os custos operacionais;12
Medidores inteligentes
Proporcionam consumo mais eficiente; Possibilidade de atendimento remoto; Possibilitam a oferta de novos serviços aos
consumidores; Trabalham de forma digital; Comunicam-se através de protocolos de comunicação; Funcionam em rede, atuando como um roteador da
rede; São capazes de escolher a melhor rota para os
pacotes de dados;
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Redes Mesh
Vantagens
Roteamento dinâmico de pacotes de dados; Interliga vários pontos de acesso; São de fácil implantação; Possuem Roaming; Altamente adaptativa à condições adversas; Tolerante à falhas; Reduzem o custo da implementação na última milha; Permite o acesso em locais de difícil implementação;
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Redes Mesh
Desvantagens
Largura de banda é dividida entre os nós da rede; Pode ocorrer ‘estrangulamento’ do tráfego no nó que
tem a conexão com a rede fixa; Dificuldade em garantir a segurança dos dados;
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Estrutura e funcionamento de uma rede de medidores inteligentes com tecnologia de
redes MESH
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Redes Mesh – protocolos de roteamento
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Protocolos pró-ativos;Protocolos reativos;Protocolos híbridos;Protocolos unicast;Protocolos multicast:
Tree based;Mesh based;
Com a elaboração deste trabalho, pode-se ter uma perspectiva de melhoramento do setor elétrico brasileiro, no que diz respeito à geração, transmissão, fornecimento e coleta de dados. Consequentemente, a infraestrutura das redes de transmissão e distribuição também deverá acompanhar os avanços tecnológicos a fim de dar suporte às redes inteligentes.
Diversas empresas estão investindo cada vez mais em tecnologias que permitam a realização das redes inteligentes, tais como ECIL energia e WNI soluções wireless e conectividade.
Em se tratando de comunicação entre cliente e concessionária (ou vice-versa), concluiu-se que a melhor forma é através da implementação de redes MESH, as quais fornecem segurança e robustez ao mesmo tempo em que são altamente adaptativas e utilizam protocolos de comunicação já bastante utilizados e conhecidos, como o TCP/IP e os protocolos de comunicação sem fio IEEE 802.11.
Considerações Finais
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• I. T. da ANEEL., “Geração distribuída”, http://www.aneel.gov.br/area.cfm?idArea=757, 2012, [último acesso em junho de 2015].
• Neosolar., “Energia solar fotovoltaica”, http://www.neosolar.com.br/aprenda/saiba-mais/energia-solar-fotovoltaica, 2013, [último acesso emjunho de 2015].
• N. Energy., “Energia solar”, http://www.newenergy.com.br/#!solar/c1geo, 2013, [último acesso em junho de 2015].
• Solar., “Como funciona o painel solar fotovoltaico”, http://www.portalsolar.com.br/como-funciona-o-painel-solar-fotovoltaico.html, 2013, [último acesso em junho de 2015].
• A. Energy., “Painel fotovoltaico residencial”, http://atriaeenergy.com.br/services/painel-fotovoltaico-residencial/, 2013, [último acesso em junho de 2015].
• F. C. P. Marques, F. N. dos Santos, I. B. Valente, and et. al., “Energia eólica”, https://evolucaoenergiaeolica.wordpress.com/aerogerador-de-eixo-horizontal/custo-comparativo/, 2012, [último acesso em junho de 2015].
Bibliografia
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• I. N. C. Braga., “Como funcionam os inversores”, http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3913-art533, 2014, [último acesso em junho de 2015].
• P. F. junto à ANEEL., “Medidores bidirecionais podem trazer nova perspectiva ao setor elétrico”, http://www.aneel.gov.br/arquivos/HTML/medidores%20-%20bip-junho-2012.html, 2014, [último acesso em junho de 2015].
• ECIL., “Medição inteligente”, http://www.ecilenergia.com.br/download/Medidores.pdf, 2013, [último acesso em julho de 2015].
• I. T. da ANEEL., “Aneel regulamenta medidores eletrônicos”, http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=5903&id_area=90, 2012, [último acesso em junho de 2015].
Bibliografia
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO!!!