Smart Grid. Redes de Computadores I. Alunos: Gabriel Pelielo Rafael Accácio Rodrigo Moysés. Universidade Federal do Rio de Janeiro

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1 Smart Grid Redes de Computadores I Alunos: Gabriel Pelielo Rafael Accácio Rodrigo Moysés Universidade Federal do Rio de Janeiro 13 de Julho, 2016

2 Motivação Demanda por energia cresce muito rápido em todo o planeta. Como atender a todos? Smart Grid Geração distribuída de energia Infraestrutura inteligente Maior eficiência e maior estabilidade do sistema 2 / 29

3 Sumário 1 Introdução 2 Infraestrutura Avançada de Medição 3 Recursos Energéticos Distribuídos 4 Projetos-Piloto 5 Conclusão 6 Perguntas 3 / 29

4 Sumário 1 Introdução 2 Infraestrutura Avançada de Medição 3 Recursos Energéticos Distribuídos 4 Projetos-Piloto 5 Conclusão 6 Perguntas 4 / 29

5 Introdução É uma rede moderna que permite o fluxo bidirecional de energia, usando comunicação nos dois sentidos e técnicas de controle, que possibilitará novas funcionalidades e novas aplicações. - National Institute of Standards and Technology [8] 5 / 29

6 Introdução Atender a demandas de energia elétrica no futuro. Tecnologias, equipamentos e metodologias. Arquitetura baseada em sensoriamento e automação. Integração entre diferentes fontes de energias renováveis na rede. 6 / 29

7 Figura: Fluxograma de conexões entre produtores e consumidores energéticos em uma smart grid 7 / 29

8 Sumário 1 Introdução 2 Infraestrutura Avançada de Medição 3 Recursos Energéticos Distribuídos 4 Projetos-Piloto 5 Conclusão 6 Perguntas 8 / 29

9 Infraestrutura Avançada de Medição (AMI) Arquitetura Computacional Interconexão entre fornecedor e usuário Comunicação bidirecional Medidores inteligentes 9 / 29

10 Medidores Inteligentes Dispositivos medidores de consumo energético Fluxo bidirecional de informações Monitoramento e tarifação mais detalhados Controle de gastos pelo consumidor 10 / 29 Figura: Medidor inteligente utilizado comercialmente.

11 Estrutura do AMI Composta por três redes: HAN (Home Area Network), NAN (Neighbourhood Area Network) e WAN (Wide Area Network). Cada residência compõe uma HAN. Cada HAN possui um medidor inteligente relacionado à ela. Uma vizinhança de medidores compõe uma NAN. Uma região com diversas NANs tem seus dados concentrados, formando uma WAN. 11 / 29

12 Infraestrutura Avançada de Medição Figura: Fluxograma de uma AMI contendo redes HAN, NAN e 12 / 29 WAN.

13 Sumário 1 Introdução 2 Infraestrutura Avançada de Medição 3 Recursos Energéticos Distribuídos 4 Projetos-Piloto 5 Conclusão 6 Perguntas 13 / 29

14 Recursos Energéticos Distribuídos Tecnologias e conceitos necessários para implementação da smart grid: Geração Distribuída Popularização de energias renováveis. Microgeradores (até 100kW ) e geradores de médio porte (até 30MW ) conectados diretamente à rede. 14 / 29

15 Recursos Energe ticos Distribuı dos 15 / 29

16 Recursos Energéticos Distribuídos Armazenamento de Energia Aumento da demanda energética. Armazenamento necessário para realizar ajuste fino da demanda e evitar sobrecargas. Hidrelétricas com reservatórios, baterias de carros elétricos. Baterias como forma de suavizar a necessidade energética. 16 / 29

17 Sumário 1 Introdução 2 Infraestrutura Avançada de Medição 3 Recursos Energéticos Distribuídos 4 Projetos-Piloto 5 Conclusão 6 Perguntas 17 / 29

18 Projetos-Piloto Iniciativas de implementação estão sendo feitas no mundo todo. Investimentos feitos tanto por grandes empresas como por governos. No Brasil, projeto de P&D de redes inteligentes da ANEEL. 18 / 29

19 Figura: Top 10 países em investimento federal em Smart Grid (2010). 19 / 29

20 Figura: Mapa de Projetos-piloto de smart grid no Brasil, destacando-se os Estados e a quantidade de consumidores. 20 / 29

21 Sumário 1 Introdução 2 Infraestrutura Avançada de Medição 3 Recursos Energéticos Distribuídos 4 Projetos-Piloto 5 Conclusão 6 Perguntas 21 / 29

22 Conclusão Necessidade de uma modernização da rede movida pelo aumento da demanda energética. Essa inovação pode trazer algumas desvantagens, como: Implementação do sistema é custosa. Formulação de projetos bem estruturados para a sua implementação gradual. Necessidade de investimentos em pesquisa, infra-estrutura e segurança 22 / 29

23 Conclusão Smart Grid se mostra como uma solução viável: Aumento do desempenho da rede. Economias na produção e na operação energética. Aumento da estabilidade da rede. Redução da poluição. 23 / 29

24 Sumário 1 Introdução 2 Infraestrutura Avançada de Medição 3 Recursos Energéticos Distribuídos 4 Projetos-Piloto 5 Conclusão 6 Perguntas 24 / 29

25 Perguntas 1 - Quais seriam os benefícios de utilizar uma rede inteligente ao invés da rede de distribuição clássica? 25 / 29

26 Perguntas 2 - Por que o conceito de smart grid ainda não foi implementado completamente em alguma cidade do Brasil? Quais são os desafios? 26 / 29

27 Perguntas 3 - Quais são as três redes que compõe uma Infraestrutura Avançada de Medição e como elas são interligadas? 27 / 29

28 Perguntas 4 - Como a bateria de carros elétricos poderia ajudar a estabilizar a rede elétrica de uma smart grid? 28 / 29

29 Perguntas 5 - Por que a presença de dispositivos inteligentes em uma smart grid pode afetar a segurança da rede? 29 / 29