Medidores inteligentes habilitados para IA estão remodelando a eficiência energética

O setor de eletricidade está em permanente estado de transformação. Uma característica da transformação atual tem sido o aumento da participação da eletricidade renovável (não planejável) no mix de energia. De acordo com a Enerdata, a participação das energias renováveis no mix de energia em todo o mundo aumentou em 10% desde 2010, chegando a cerca de 30% até 2023. Termos como microgeração, veículos elétricos e prosumidores (indivíduos que produzem e consomem eletricidade) definem uma nova realidade em que as concessionárias tradicionais precisam atualizar suas estratégias para enfrentar os desafios do futuro. 

A ampla difusão da geração distribuída de fontes de energia renováveis e não programáveis e a necessidade de armazenamento estão mudando rapidamente os problemas que as operadoras de sistemas de transmissão e distribuição têm de enfrentar em suas atividades e estão exigindo uma rede “mais inteligente”.

Um primeiro passo nessa direção é o desenvolvimento e a instalação de uma arquitetura de medição inteligente flexível para vários vetores de energia. Até o momento, os medidores inteligentes que, em alguns países, estão sendo instalados nos usuários são praticamente dedicados apenas a melhorias no faturamento.

Medidores inteligentes são fundamentais, portanto, para as futuras redes inteligentes.  Inclusive porque ajudam as pessoas comuns a se tornarem melhores administradores do uso de energia. E isso está alimentando uma explosão de dispositivos de IoT no setor de eletricidade. Entre 2019 e 2023, a penetração de medidores inteligentes de eletricidade na Europa aumentou de 50% para 60%. O crescimento correspondente no Canadá e nos EUA foi de 65% para cerca de 80%. Até 2027, a Berg Insight prevê que a taxa de penetração de medidores inteligentes excederá 76% e 90%, respectivamente, na Europa e na América do Norte.

Mas os novos sistemas de medição devem ir muito além para contribuir com a transformação na maneira como o cidadão entende e gerencia o seu consumo de energia. Eles também podem melhor da eficiência energética e do mercado e contribuir para a redução das emissões de CO2 e dos poluentes. 

Compreender as linhas de base atuais do consumo de energia é o primeiro passo para atingir as metas de sustentabilidade corporativa, por exemplo. Muitas empresas ainda enfrentam desafios para identificar e lidar com o desperdício de energia, muitas vezes devido a fatores como edifícios antigos com equipamentos desatualizados ou falta de uma estratégia de atualização de equipamentos. Os sistemas de medição inteligente são capazes de coletar dados de várias fontes, como unidades HVAC de telhado, usinas centrais, sistemas de iluminação, etc. O resultado? Uma visão abrangente que permite estabelecer linhas de base de sustentabilidade, identificar o desperdício de energia, monitorar o desempenho e compreender melhor os custos econômicos e ambientais da propriedade do equipamento. 

Além disso, a IA pode simplificar o processo, agregando dados do edifício e gerando relatórios com base nos padrões de relatórios ESG escolhidos pelo cliente. O que não apenas garante a conformidade com as normas de sustentabilidade, como também pode tornar os relatórios mais eficientes e precisos.

Medidores inteligentes “driven by AI”

A IA é fundamental para a integração da energia renovável, a estabilização das redes de energia e a redução dos riscos financeiros associados à instabilidade da infraestrutura. Funciona como uma espécie de “agente inteligente” por trás das redes inteligentes, avaliando o ambiente e tomando medidas para maximizar uma determinada meta.

A sinergia entre IA e medidores inteligentes está pronta para revolucionar a forma como gerenciamos e atingimos nossas metas de energia. Os insights em tempo real, os recursos preditivos e a otimização automatizada oferecidos por essa combinação permitem que indivíduos e organizações assumam o controle de seu consumo de energia. Ao fazer isso, não apenas reduzimos os custos, mas também contribuímos para um futuro mais sustentável e ecologicamente correto. 

Algumas das aplicações da IA e do aprendizado de máquina em redes inteligentes incluem: 

Agilidade e resiliência: Quando a energia renovável é gerada por novos parceiros, como cooperativas e prosumidores, ela geralmente é intermitente e variável. Sensores e automação podem ser usados para identificar partes da rede que são vulneráveis e responder com redirecionamento automatizado – armazenando energia excedente durante os horários de pico de geração e redirecionando-a durante as lacunas no fluxo.

Previsão mais precisa: O setor de serviços públicos enfrenta uma ampla variabilidade de preços devido a mudanças no consumo. Os modelos de análise preditiva podem ser usados para prever de forma mais confiável as cargas de energia e a geração de energia renovável. Ao combinar dados de infraestrutura de medição avançada (AMI) com IA, as previsões são mais precisas do que as abordagens tradicionais.

Alertas de falta de energia mais sofisticados: A rede de sensores, medidores e atuadores em uma rede inteligente pode fornecer uma transmissão de sinal curto de “último suspiro”, incluindo hora e data, para indicar uma perda de energia devido a interrupções parciais ou totais. Além disso, os recursos preditivos da IA e os dados em tempo real dos medidores inteligentes podem notificar os operadores sobre as interrupções antes que elas ocorram. Esses sistemas podem até mesmo diferenciar entre interrupções individuais, de rua e de zona.

Otimização da produção: O uso de redes de sensores com tecnologia de IA nos estágios de geração também pode ser usado para otimizar a produção de energia. De maneira semelhante, a energia solar também se beneficia das ferramentas de IA para aumentar a produtividade por meio da previsão da radiação solar.

Melhoria da comutação automatizada: a capacidade das ferramentas de IA de prever desequilíbrios na rede e de diferenciar entre uma breve interrupção de energia e uma interrupção total em breve permitirá que os protocolos de comutação sejam automatizados. Isso permitirá que as empresas de serviços públicos redirecionem a energia ou isolem as áreas afetadas antes que ocorram danos graves ou que a interrupção se expanda para outras áreas. Essas ferramentas são uma linha de defesa que garante a segurança dos equipamentos essenciais usados para isolar e reparar falhas.

Maior segurança: A cibersegurança  é uma preocupação fundamental para todos os setores empresariais. E o número e a complexidade crescentes das estratégias de ataque cibernético representam um risco para as redes elétricas existentes e novas. As ferramentas de IA podem ajudar a reduzir esse risco detectando recursos de ataque à rede, malware e intrusão e fornecendo proteção de segurança de rede para sistemas de energia. Além disso, outras tecnologias, como o blockchain, podem fornecer sistemas transparentes, invioláveis e seguros que permitem novas soluções de negócios, especialmente quando combinadas com contratos inteligentes.

Aproveitar a IA para monitorar continuamente o desempenho de edifícios e equipamentos também será fundamental para identificar oportunidades de economia de energia e de emissões. Os picos de demanda de energia colocam as empresas de serviços públicos sob grande pressão. O uso de IA e medidores inteligentes em residências e escritórios pode ajudar a programar, planejar, executar e monitorar as mudanças na demanda de energia para garantir que os fornecedores possam atendê-las. A IA pode monitorar equipamentos e apresentar soluções de melhoria operacional e recomendações de projetos que podem reforçar a sustentabilidade e os benefícios econômicos da redução do desperdício de energia. 

Outras aplicações

Tem crescido também o uso de medidores inteligentes de gás e de água.

Países como a Itália, o Reino Unido e a França lideraram a adoção de medidores inteligentes de gás na Europa e, juntos, possuem uma base instalada de cerca de 47 milhões de medidores inteligentes de gás, o que representa uma participação de mercado de 84%. Fora da Europa, o mercado de medidores inteligentes de gás está crescendo de forma particularmente forte em países como a China e o Japão. 

Já o mercado de medidores inteligentes de água está em uma fase ainda mais inicial de adoção, mas está pronto para um crescimento significativo, pois as empresas de serviços públicos continuam a atualizar a infraestrutura existente e a implementar soluções inteligentes de água como uma ferramenta para se tornarem mais sustentáveis e reduzirem a água sem receita.