Tecnologias avançadas para eficiência energética

Com o aumento da demanda por energia e a busca por soluções sustentáveis, as novas tecnologias têm se mostrado seus diferenciais para otimizar processos e melhorar como o setor opera, ajudando também a reduzir desperdícios e tornar o setor elétrico mais competitivo.

Inovações, como a Internet das Coisas (IoT), inteligência artificial (IA), gêmeos digitais e armazenamento avançado estão transformando a geração, distribuição e consumo de energia. Por exemplo, a IoT permite o monitoramento em tempo real, a IA otimiza a alocação de recursos, os gêmeos digitais simulam redes elétricas e o armazenamento avançado melhora o uso de fontes renováveis.

Essas tecnologias estão moldando um setor mais sustentável, adaptado às novas necessidades globais. Nesse sentido, compreender melhor como elas funcionam e como podem mudar a operação energética é fundamental. Para entender mais sobre o tema, continue a leitura.

A importância da eficiência energética no setor elétrico

A eficiência energética vai além de economizar energia, ela garante que os recursos sejam utilizados de forma responsável e sustentável. No setor elétrico, melhorar a eficiência significa:

• Minimizar perdas;
• Reduzir custos operacionais;
• Diminuir impactos ambientais.

No entanto, desafios como redes elétricas antigas, falta de monitoramento em tempo real e desperdício de energia ainda limitam o potencial do setor. A transição para um modelo mais moderno e eficiente requer o uso de tecnologias que possibilitem maior controle e automação em todas as etapas do processo.

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No material, você também confere oportunidades que a inteligência artificial oferece para impulsionar o crescimento sustentável, melhorando a gestão de recursos, otimizando a geração e distribuição de energia, e promovendo uma maior interação e eficiência entre as redes e os consumidores.

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Como as tecnologias avançadas transformam o setor elétrico?

As tecnologias avançadas trazem soluções que melhoram a eficiência energética, aumentam a sustentabilidade e reduzem custos operacionais. Com a combinação da Internet das Coisas (IoT), inteligência artificial, armazenamento avançado, geração distribuída, Digital Twins e manufatura aditiva, é possível otimizar cada etapa da cadeia de valor energética. Veja como cada uma delas funciona:

1. Internet das Coisas

Os dispositivos conectados à Internet das Coisas permitem um monitoramento mais detalhado e uma análise em tempo real do consumo de energia. Esses sensores e dispositivos conectados coletam dados sobre o desempenho das infraestruturas de energia e enviam informações em tempo real para plataformas centralizadas. Desse modo, auxilia na:

• Identificação de padrões de uso;
• Detecção de falhas antes que se tornem problemas maiores;
• Ajuste da geração de energia conforme a demanda.

2. Inteligência artificial

A inteligência artificial é fundamental para a análise preditiva e a tomada de decisões inteligentes no setor elétrico. Com algoritmos avançados, a IA identifica padrões de consumo, prevê picos de demanda e ajusta a produção de energia para otimizar a distribuição.

Isso é importante para a gestão de fontes renováveis, como solar e eólica, que são intermitentes e necessitam de uma abordagem sofisticada para serem integradas ao sistema energético de maneira eficiente.

A parceria entre o CESAR e a Equatorial Energia resultou na criação de um sistema inteligente de manutenção preditiva para prever falhas nos equipamentos das subestações elétricas.

Com a colaboração da In Forma, utilizamos Inteligência Artificial e Big Data para desenvolver um modelo preditivo que analisa dados históricos e de testes dos equipamentos. Dessa maneira, o sistema inteligente de manutenção preditiva permite realizar manutenções apenas quando realmente necessário.

Além disso, a vida útil dos equipamentos foi estendida, adiando a necessidade de substituições e postergando investimentos. O sistema também otimizou a alocação de horas de trabalho, diminuindo o uso inadequado de mão-de-obra, pois as manutenções são agora mais eficientes e direcionadas.

3. Armazenamento avançado de energia

As tecnologias de armazenamento avançado, como baterias de fluxo redox e armazenamento térmico, são essenciais para estabilizar a rede elétrica e utilizar de forma mais eficiente as fontes renováveis.

Essas tecnologias permitem armazenar energia durante períodos de baixa demanda e liberá-la durante picos, garantindo uma oferta estável de energia. Além disso, contribuem para a redução da dependência de combustíveis fósseis e para a otimização do uso de energias renováveis, como solar e eólica.

4. Geração distribuída e redes inteligentes

A geração distribuída descentraliza a produção de energia, permitindo que consumidores e empresas produzam sua própria eletricidade e ajustem seu consumo conforme a produção disponível. As redes inteligentes, por sua vez, monitoram e controlam o fluxo de energia em tempo real, otimizando a distribuição e aumentando a eficiência do sistema.

5. Digital twins

Os gêmeos digitais são réplicas virtuais de sistemas físicos que permitem simular e otimizar operações em tempo real. No setor elétrico, são usados para prever falhas, testar melhorias em infraestrutura e otimizar a manutenção. Isso é especialmente útil para empresas que gerenciam grandes redes de energia, como a Petrobras.

A parceria entre a Petrobras e o CESAR teve como objetivo implementar a manutenção preditiva dos dutos na área de exploração do pré-sal brasileiro. Para enfrentar esse desafio, foi implementado um gêmeo digital nas unidades da Petrobras localizadas nas bacias de Santos, Búzios, Campos e Espírito Santo, permitindo monitorar a vida útil dos dutos flexíveis.

A ferramenta FLEXBOARD foi criada especificamente para gerenciar, orquestrar, executar e publicar resultados dos modelos digitais em tempo real. Ela integra diferentes bases de dados e simuladores de engenharia, oferecendo uma visão abrangente do desempenho operacional.

O projeto Digital Twin realiza monitoramento contínuo da corrosão por CO₂ em dutos flexíveis, possibilitando decisões informadas que otimizam a produção, maximizam a eficiência operacional e contribuem para a redução das emissões de CO₂, garantindo assim a segurança dessas estruturas.

Quais são os benefícios da adoção de tecnologias avançadas?

A adoção dessas tecnologias no setor elétrico traz diversos benefícios que vão além da eficiência energética.

1. Redução de custos operacionais: as tecnologias ajudam a reduzir custos ao melhorar a eficiência na geração, distribuição e consumo de energia. Isso inclui a diminuição de perdas elétricas, otimização do uso de fontes renováveis e menor necessidade de manutenção corretiva;
2. Maior sustentabilidade: a adoção dessas inovações contribui diretamente para um futuro mais sustentável, com menor emissão de gases poluentes e maior uso de energias renováveis. Tecnologias como armazenamento avançado e geração distribuída são fundamentais para diminuir a dependência de combustíveis fósseis e promover um mix energético mais verde;
3. Aumento da confiabilidade do sistema: com a integração de soluções de IoT, inteligência artificial e Digital Twins, é possível prever falhas e tomar ações preventivas, melhorando a confiabilidade e a resiliência do sistema elétrico. Isso resulta em menor tempo de inatividade e maior segurança operacional;
4. Otimização dos processos: as tecnologias avançadas permitem um gerenciamento mais eficiente dos recursos, ajustando o consumo e a produção conforme a demanda real. Isso melhora a qualidade do serviço prestado e atende melhor às expectativas dos consumidores e empresas.

Há desafios para a implementação de tecnologias avançadas? Quais são?

Apesar dos benefícios, a adoção de tecnologias avançadas não é isenta de desafios. O investimento inicial para implementar soluções com essas tecnologias inovadoras pode ser alto, exigindo um planejamento estratégico e investimentos consistentes.

Dessa maneira, as empresas precisarão avaliar a viabilidade financeira dessas tecnologias, considerando que algumas podem exigir infraestrutura adicional ou modernizações significativas.

Para que essas tecnologias funcionem corretamente, é fundamental investir na capacitação dos profissionais que irão operá-las e mantê-las. O mercado pode ter uma escassez de pessoal qualificado, e a formação dessa mão de obra pode levar tempo e exigir esforço.

Além disso, a integração das novas tecnologias com sistemas legados existentes pode ser um desafio técnico e operacional. Isso exige a adaptação de infraestrutura e processos para poderem operar de maneira integrada e eficiente. Esse esforço inicial é necessário para modernizar o setor, mas pode demandar tempo e planejamento adicional.

Como o CESAR ajuda a desenvolver soluções com tecnologias avançadas?

O CESAR é um centro de inovação que auxilia no desenvolvimento de soluções para o setor elétrico utilizando tecnologias avançadas. Com uma equipe especializada e infraestrutura de ponta, o CESAR conecta empresas a essas inovações para acelerar a transformação digital e aumentar a competitividade.

Por meio de parcerias estratégicas e um foco em pesquisa aplicada, o CESAR ajuda as empresas a integrarem essas tecnologias em seus processos, oferecendo suporte técnico, treinamento e desenvolvimento de novos produtos. Isso permite que os negócios se adaptem rapidamente às mudanças no mercado e implementem soluções mais eficientes e sustentáveis.

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