Aplicações do iot na indústria de energia: geração, transmissão e consumo

A IoT está em toda parte. Trabalhando lado a lado com tecnologias como blockchain e aprendizado de máquina, ele está mudando tudo, desde a forma como pedimos mantimentos até a forma como mantemos máquinas e equipamentos. As aplicações da IoT abrangem todos os campos e setores. De gerenciamento de serviços públicos e transporte a educação e agricultura, ajudando as empresas a entregar mais valor aos clientes, reduzir seus gastos e, por fim, aumentar sua margem de lucro, portanto, é compreensível que quase todas as empresas com visão de futuro agora tenham estratégias de IoT para expandir seus negócios. No entanto, para quem é novo nisso e trabalha em setores da economia que não estão diretamente relacionados à tecnologia, pode ser muito para se entender. Então, nos próximos artigos, irei compartilhar sobrecomo a IoT está transformando diversos setores, um setor após o outro. Isso envolverá casos de uso, tendências atuais da indústria e aplicações futuras com o objetivo de fornecer uma visão útil para todos os que buscam implementar soluções baseadas em IoT.

Iniciaremos esta série examinando as aplicações da IoT na indústria de energia. Veremos como a IoT está sendo usada ou pode ser usada para transformar o setor de energia da geração à transmissão, distribuição e consumo.

Transformando a geração de energia com IoT

O objetivo para geração de energia é alcançar acessibilidade, disponibilidade, sustentabilidade e reduzir o uso de fósseis e emissões. Muitas organizações como a GE, em todo o mundo, estão cada vez mais aproveitando a IoT para atingir esses objetivos. Existem três áreas principais onde a IoT pode ter um grande impacto na geração de energia.

1. Monitoramento / gerenciamento de ativos remotos

Este é provavelmente um dos usos mais populares da IoT em aplicações industriais. Sensores conectados estão sendo usados ​​para medir o desgaste, o rasgo, a vibração, a temperatura e outros parâmetros para determinar a saúde geral dos ativos, desde turbinas até linhas de transmissão. As tendências nos dados obtidos dos sensores podem ser usadas para estimar o “tempo de falha” das principais infraestruturas e planejar a manutenção, reduzindo o tempo de inatividade devido à manutenção não programada e ajudar a evitar as consequências econômicas de tais tempos de inatividade. A adoção da IoT nas gerações de energia também pode ajudar a identificar problemas de segurança, como vazamentos de gás, antes que eles causem danos aos trabalhadores e equipamentos, geralmente ajudando as estações a atingir novos níveis de segurança.

2. Otimização de processos

A IoT tem a capacidade de fornecer informações em tempo real sobre o estado geral de toda a estação de geração e isso está ajudando muito na automação da planta. Os dados em tempo real estão sendo usados ​​para ajustar as operações das usinas, aumentando a conversão de energia dos combustíveis e reduzindo os custos de manutenção.

3. Integração e gestão de fontes de energia renováveis

Um dos principais objetivos para a geração de energia é a erradicação dos combustíveis fósseis, mas, enquanto isso, as usinas geradoras são capazes de reduzir as emissões combinando a energia gerada por meios renováveis ​​como eólica e solar com os tradicionais postos de carvão ou gás. A IoT fornece à estação geradora informações sobre os períodos de pico, o que os ajuda a planejar a alternância entre fontes renováveis ​​e fósseis, ao mesmo tempo que facilita o armazenamento do excesso de energia e seu uso durante os períodos de pico de demanda. A produção e o tempo de atividade de fontes renováveis ​​também podem ser facilmente maximizados usando soluções baseadas em IoT, pois ajuda a determinar os valores de produção e a integridade geral das fontes renováveis, independentemente de sua localização.

4. Modelos de negócios e descentralização

A IoT está levando rapidamente à descentralização de energia. Ele está no centro de vários novos modelos de negócios que estão abrindo o caminho para a comercialização de soluções de energia renovável de pequena e média escala. Do sistema solar “pague conforme usar” fora da rede, alimentando residências em países em desenvolvimento como a Nigéria, até estações privadas de grande escala que contribuem com energia para a rede em países desenvolvidos. Também está fornecendo às concessionárias as informações necessárias para criar tarifas flexíveis (por exemplo, tarifas mais altas durante os períodos de pico), dando aos consumidores mais opções.

Transformando a transmissão e distribuição de energia com IoT

Os problemas durante a transmissão e distribuição são até certo ponto semelhantes. Eles envolvem falhas de linha, detecção de falta, perdas nas linhas, entre outros. A maioria desses problemas pode ser resolvida com a IoT.

1. Gestão e manutenção de ativos

Dependendo da configuração, os ativos envolvidos com a transmissão e distribuição de energia geralmente incluem equipamentos de subestação, linhas de transmissão, entre outros. Cada um desses equipamentos desenvolve falhas e falha devido a fatores como sobrecarga, vandalização etc. Com a IoT, eles podem ser monitorados remotamente com uma gama de sensores que monitoram parâmetros como temperatura, detectam quedas de postes antes que causem riscos à segurança e detectem violações de segurança para prevenir o vandalismo que é galopante nos países em desenvolvimento. A capacidade dos sensores de identificar falhas e suas fontes, antes que se tornem críticas, aumenta a produtividade das equipes de reparo e reduz o tempo de inatividade e outras perdas relacionadas. Os gastos gerais com peças e reparos são reduzidos, tornando a eletricidade mais disponível e acessível.

2. Balanceamento de rede

A IoT tem a capacidade de fornecer as informações em tempo real necessárias para gerenciar com eficácia o congestionamento nas linhas de T&D. Com a IoT, a rede pode garantir que as estações de geração conectadas atendam aos requisitos de conexão de frequência até controle de tensão para evitar instabilidade.

3. Contribuição da rede

Uma das maiores tendências futuras na geração de eletricidade é a contribuição das residências regulares para a rede de energia. O excesso de energia gerada por painéis solares nos telhados de várias casas é doado / vendido para a Rede. Uma das principais tecnologias que impulsionará essa transformação é a IoT. A conexão de usinas de geração com base em energia renovável com diversos níveis de produção à rede trará variações nas tensões em diferentes nós da rede, causando mudanças no fluxo de energia, mas todas essas podem ser gerenciadas usando dados em tempo real fornecidos por soluções IoT, ajustando automaticamente a grade para manter a estabilidade.

4. Previsão de carga

Sensores instalados em diferentes subestações e ao longo das linhas de distribuição podem fornecer informações em tempo real sobre o consumo de energia em diferentes áreas, o que pode ajudar as concessionárias a tomar decisões automatizadas e inteligentes sobre controle de tensão, configuração de rede, troca de carga, entre outros. As tendências nos dados fornecidos também podem ser usadas como base para atualização e desenvolvimento da infraestrutura.

Transformando o consumo de energia com IoT

O consumo é de longe a seção do ciclo de energia onde a IoT teve o maior impacto. Tudo começou com medidores e termostatos (semi) inteligentes baseados em AMR e evoluiu para medidores de eletricidade inteligentes que prevêem o padrão de consumo e, com sua permissão, controlam o fornecimento de energia para determinados equipamentos que consomem muita energia durante o horário de pico, quando a energia é cara. Luzes conectadas à web que sabem quando ninguém está em casa e desligam automaticamente as luzes que ficaram acesas.

Algumas das oportunidades importantes que a IoT está possibilitando no lado do consumidor de energia são discutidas abaixo.

1. Tomada de decisão inteligente

A IoT está ajudando os consumidores a economizar custos e tomar decisões inteligentes sobre o uso de energia. Os dados dos medidores inteligentes são enviados ao aplicativo móvel, por meio do qual os consumidores podem acessar quanta energia foi consumida, quanto mais eles podem consumir com base em seu orçamento e tomar medidas para ajustar o consumo de acordo. Os consumidores podem desligar o fornecimento de energia para determinados aparelhos e definir as condições sob as quais outros aparelhos serão ligados. Com isso, eles conseguem erradicar o desperdício e otimizar seu consumo.

2. Acesso ao faturamento dinâmico e tarifas flexíveis

Conforme mencionado acima, a IoT criou uma infinidade de modelos de negócios que aumentaram a disponibilidade e acessibilidade de energia e os maiores beneficiários são os consumidores que agora têm acesso a diversos planos e tarifas para assinar um fornecimento de energia constante e acessível.

3. Novas soluções de energia

Junto com os novos modelos de negócios, estão as novas soluções de energia baseadas em IoT que facilitam o monitoramento, a geração em baixa escala e o armazenamento de energia para os consumidores. Estamos gradualmente nos aproximando de um futuro em que os consumidores podem escolher comprar energia durante os períodos em que as tarifas são baixas e usar durante os períodos de pico, quando se espera que as tarifas sejam altas.

4. Redução do tempo de inatividade

Nova linha de medidores inteligentes, habilitados para comunicação bidirecional entre a estação de distribuição e o consumidor, está sendo implantada em países desenvolvidos. Esses medidores enviam notificações de tempo de inatividade e outras informações críticas de operação para as agências de serviços públicos. As agências de serviços públicos podem agir com base nesses dados e responder mais rapidamente a interrupções devido a falhas e outros fatores. Os medidores também fornecem dados em tempo real (previsão de carga) que ajudam a rede a ajustar a distribuição de energia como resultado da variação no horário de pico em diferentes áreas.

5. Venda de energia para a rede

A IoT está possibilitando tecnologias que podem ajudar pequenas casas a vender o excesso de energia gerada por fontes como painéis solares e usinas eólicas para a rede. Com tecnologias como “Vehicle to Grid”, até mesmo os carros elétricos poderiam começar a contribuir com o excesso de energia não utilizada para a rede.

6. Edifícios de energia líquida zero

A IoT também está impulsionando conceitos orientados para o consumidor, como o edifício Zero Net Energy. Energia Zero Net significa que todas as necessidades de energia dessa casa são geradas pela casa principalmente através do uso de fontes de energia renováveis.

Cada um dos aplicativos mencionados acima representa oportunidades para empreendedores e concessionárias de serviços públicos agregar valor aos clientes e a combinação de todos esses aplicativos certamente ajudará a tornar a energia mais limpa, mais barata, mais disponível e sustentável.