Aims, sources of information, and obstacles

A SG carrega em si um conceito e um empreendimento muito recente, mesmo em países desenvolvidos. Hou, Zhou e He (2011) relatam que a primeira cidade em que foi implantada a SG nos Estados Unidos da América, foi Boulder, no Colorado, em 2008.

A SG é constantemente citada como a solução para a indústria de eletricidade, entretanto o seu entendimento não está claro quanto sua terminologia, aplicação e benefícios. Enquanto alguns entendem que SG compreende a instalação de medidores inteligentes nas unidades consumidoras residenciais e comerciais, outros entendem que se trata da integração das fontes de geração distribuída à rede elétrica, conforme destaca Wissner (2011).

Pela definição da IEA (International Energy Agency), conforme destacam Souza e Deus (2011): “uma Smart Grid é uma rede de eletricidade que usa tecnologia digital para monitorar e gerenciar o transporte de eletricidade a partir de todas as fontes de geração encontrando uma variedade de demandas e usuários. Essas redes estarão aptas a coordenar as necessidades e capacidades de todos os geradores, operadores, usuários finais e stakeholders do mercado de eletricidade de forma a otimizar a utilização e operação dos ativos no processo, minimizando os custos e impactos ambientais enquanto mantém a confiabilidade, resiliência e estabilidade do sistema”.

Adicionalmente, a SG consiste em instalar sobre o sistema elétrico convencional existente, toda uma tecnologia de telecomunicação e automação que permita monitorar e operar todos os elementos dessa rede em tempo real, desde as fontes de geração de energia, passando pelas linhas de transmissão, subestações de energia, linhas e redes de distribuição, até chegar ao consumidor final. Com isso será possível saber a cada instante qual o consumo de energia, para realizar o despacho da fonte de geração mais barata e abundante a cada momento. Também será possível operar remotamente qualquer equipamento automatizado que estiver conectado a essa rede. Na figura 9 está apresentada uma ilustração da composição do sistema elétrico inteligente (SG) e a interconexão (elétrica e de comunicação de dados) entre os diversos agentes envolvidos.

A rede elétrica “modernizada” ou “inteligente” executará continuamente o auto diagnóstico para detectar, analisar, localizar e responder, em tempo real, as necessidades das condições operativas, restabelecendo os componentes de rede ou áreas afetadas por alguma condição incomum, com um mínimo de intervenção humana. Agindo como um sistema imune, a rede auto recuperável ajudará a manter a confiabilidade, a segurança, a qualidade da energia e a eficiência da rede elétrica. Assim a “moderna” rede elétrica, a SG, além de requerer uma mudança na infraestrutura de campo, requererá um massivo uso de aplicações e ferramentas computacionais de tempo real para habilitar operadores, despachantes e gerentes na tomada de decisão, particularmente, o suporte às decisões com a melhoria das interfaces ampliará em muito a capacidade humana de decisão em todos os níveis da rede, conforme destaca Pascalicchio (2010).

Figura 9 – Composição da Smart Grid e seus diversos agentes

Fonte: Elaborada pelo autor

Outra vertente, muito importante, da SG e da otimização do sistema elétrico é dar poder ao usuário final do serviço de energia elétrica (consumidor). Esse poder está diretamente relacionado à gerência, à tomada de decisões e ao controle do seu consumo de energia. Atualmente no Brasil, apenas clientes coorporativos, ou instituições de grande porte, usufruem desses benefícios em função das características técnicas dos medidores de energia instalados, que permitem a telemetria do consumo e a conexão com dispositivos externos e do tipo de tarifação que possui tarifas diferenciadas em função do horário do consumo.

Falcão (2010) e Gomes, Printes e Ramos (2010), relatam outras características atribuídas à SG:

• Autorrecuperação: capacidade de automaticamente detectar, analisar, responder e restaurar falhas na rede;

• Tolerância a ataques externos: capacidade de mitigar e resistir a ataques físicos e “cyber-ataques”;

Cento de Operação e Controle

Transmissão Geração Hidráulica Geração Eólica Geração Solar Células Combustível Distribuição Consumidor Residencial Veículos Híbridos Geração Termelétrica Comunicação Consumidor Industrial

• Qualidade de energia: prover energia com a qualidade exigida pela sociedade digital;

• Acomodar uma grande variedade de fontes e demandas: capacidade de integrar de forma transparente (plug and play) e uma variedade de fontes de energia de várias dimensões e tecnologia;

• Reduzir o impacto ambiental, reduzindo perdas e utilizando fontes de geração de energia renovável;

• Garantir a segurança do fornecimento; • Suporte a custos baixos de operação; • Minimizar perdas técnicas;

• Minimizar manutenção e intervenção manual;

• Resposta da demanda mediante a atuação remota em dispositivos dos consumidores;

• Viabilizar e beneficiar-se de mercados competitivos de energia, favorecendo o mercado varejista e a microgeração.

A SG, através de recursos de controle e de monitoramento, irá alterar profundamente as regras do jogo na cadeia de valor do setor elétrico. Giordano e Fulli (2012) destacam a possibilidade de medir com detalhe o consumo de energia elétrica (até o aparelho final), pois vai criar uma ligação entre cada unidade consumidora e a prestadora de serviço, com a possibilidade de ter a fatura de energia no final do mês com detalhamento em termos de ciclos de máquina de lavar roupa, horas de TV, o nível de conforto proporcionado pelo ar condicionado, onde se diferenciarão as fontes de geração, tempo de consumo, a prioridade da oferta, a qualidade da energia, que por sua vez torna possível segmentar os perfis de consumidores e oferecer-lhes um fornecimento de energia elétrica adaptada para suas necessidades reais, preferências e restrições econômicas.

Nessa direção, o Regulador Europeu de Eletricidade e Gás (ERGEG) define Smart Grid como sendo uma rede elétrica que integra comportamento e ações de todos os usuários conectados a ela (geradores, consumidores e todo sistema de transmissão e distribuição), com

objetivo de obter eficiência econômica, eficiência do sistema de potência com baixas perdas e altos níveis de qualidade, segurança do suprimento e segurança operacional.

Para que essa nova concepção de rede de controles opere de forma satisfatória, atendendo critérios de segurança, qualidade, confiabilidade, assim como às premissas ambientais, regulatórias e econômicas, se faz necessária a adoção de políticas de otimização e automação da rede elétrica, suportadas pelos avanços tecnológicos da digitalização, da tecnologia da informação e telecomunicações, onde a SG será responsável por integrar e operacionalizar todas essas tecnologias.

Dessa forma, destaca-se que a SG é um conjunto de tecnologias inteligentes (ferramentas de software e hardware) capazes de tornar o sistema elétrico mais eficiente, reduzindo a necessidade de capacidade excedente, através mudanças no processo de distribuição de energia elétrica tornando-o uma via de mão dupla para a energia gerada/consumida (BATTAGLINI et al, 2009).