Este documento discute a necessidade de transformar as redes elétricas para melhor integrar fontes renováveis de energia e permitir a gestão ativa da procura. Isso requer novas soluções técnicas e regras operacionais para permitir a cooperação entre produtores, operadores de rede e consumidores.

1. DA PRODUÇÃO DE CONHECIMENTO À
INOVAÇÃO DE BASE CIENTÍFICA
Investigação e Desenvolvimento Tecnológico
Transferência e Valorização de Tecnologia
Formação Avançada
Consultoria
Pré-incubação de empresas de base tecnológica

2. Institucional
NºS IMPORTANTES
Capital = 1.25 M€
ESTATUTO JURÍDICO Vol. Atividade = 11.5 M€ (2011)
Unidades de I&D= 7
• Associação privada sem fins lucrativos Colaboradores = 595
• I&D = 542 (PhD = 159)
• Instituição de Utilidade Pública, desde 2001 • Serviços de Apoio = 53
• Reconhecida com estatuto de Laboratório Associado em 2002 pelo Ministério
da Ciência
• Classificação de “Excelente” atribuída
pela Comissão Internacional de Avaliação 40%
36%
do Ministério da Ciência
18%
4%
2%
Capital = 1.250.000€ U.Porto INESC FEUP FCUP IPP
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3. Perfil de atividade na cadeia de valor
Metáfora da cadeia de produção de conhecimento-valor:
nós concretizamos
Produtos,
Recursos Humanos Artigos em revistas Artigos em revistas Artigos para consultoria,
altamente científicas, teses científicas, artigos conferências, patentes,
qualificados para conferências, protótipos licenciamento,
modelos empresas spin-off
Produção básica de Projetos de Transferência de
conhecimento Desenvolvimento tecnologia,
investigação aplicada
valorização
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4. Relevância Social da Investigação
O caso das redes inteligentes (smart grids)
RESULTADO
Consórcio liderado pelo maior fornecedor
de energia português (EDP), que inclui 4
parceiros industriais. O INESC TEC é a
AÇÃO única instituição de I&D a definir as
especificações técnicas
•4 projetos europeus, 3 projetos FCT
Desenvolvimento de uma solução e
•Desenvolvimento de vários contratos tecnologia nacionais competitivas para
nacionais de desenvolvimento e exportação
consultoria com um significativo apoio
financeiro por parte da indústria Projeto piloto para uma Cidade
Inteligente (Smart City): Évora – 33.000
•Um importante projeto industrial: consumidores usam tecnologia Smart
INOVGRID Grid
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5. Sistemas de Energia
Áreas de Atividade
•Planeamento e funcionamento de Sistemas de Energia, Modelação de
carga, Fiabilidade
•Análise dinâmica de segurança, Integração de geração embebida
•Sistemas isolados
•Controlo de geradores eólicos e previsão eólica
•Redes Inteligentes, Microgeração e Micro-redes
•Redes de distribuição ativa
•Regulação e mercados elétricos
•Apoio à Decisão Multicritério, Fuzzy Sets e Inteligência Computacional
aplicada aos sistemas de energia
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6. Source: IEA 2010
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7. Contribuição Esperada das Fontes Renováveis
• Alguns cenários: Perspetivas para a produção renovável
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8. Fontes Renováveis
• Tecnologias estabilizadas
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9. Fontes Renováveis
• Algumas tecnologias prometedoras
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10. Torna-se evidente que os edifícios (residenciais e públicos)
são o setor com maior utilização de energia…
Que se pode referir em termos de energia primária…
Use of primary energy per sector - Source: EES (MIT-Portugal)
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11. As perdas no transporte são muito significativas…
Ganhos locais em eficiência são
muito mais eficazes do que
ganhos centralizados
Source: “What You Need to Know about Energy – The National Academy of Sciences
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12. O que tem de mudar nas redes elétricas?
• Principais forças a condicionar o desenvolvimento dos Sistemas
Elétricos de Energia:
1) Questões Ambientais: cumprimento das metas definidas no protocolo de
Quioto (redução de emissões substituindo geração fóssil por geração limpa,
redução das perdas nas redes elétricas), aumento da responsabilidade
social e sustentabilidade, minimização dos impactos visuais e uso da terra
2) Substituição de Infraestruturas Antigas de Rede (geração e linhas/cabos)
3) Segurança de Abastecimento
4) Aumento da Qualidade de Serviço (mais automatização e controlo remoto)
5) Liberalização dos Mercados de Eletricidade (energia e serviços)
1) Integração de Fontes de Energia Renovável, explorando tecnologias limpas
2) Gestão Eficiente das Redes Elétricas
3) Gestão Ativa de Consumo (aumentando a eficiência)
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13. O que tem de mudar nas redes elétricas?
• Novos paradigmas estão a ser desenvolvidos
Breaking the Rules
Yesterday Tomorrow: distributed/ on-site
generation with fully integrated
Central power station
network management
Photovoltaics
Trans mis s io n Netwo rk power plant
A gestão das redes
Storage
Storage
elétricas tem de
Flow
Control
deixar de ser passiva
House Storage
Power
Storage Power
quality
e passar a ser ativa!
Dis tributio n Ne two rk device
Local CHP plant quality
device
Wind
power House with domestic CHP
plant
Paradigma de
Commercial
Factory building controlo da Produção
Distribuída
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14. A Rede Elétrica do Futuro
Fonte: “Smart Grids – Vision and Strategy for Europe’s Electricity Networks of the Future”
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15. O que tem de mudar nas redes elétricas?
• Desafios técnicos…Gestão integrada de recursos distribuídos
Charging rate
Reduce load
Increase load
Power
Power
Charging rate
Reduce load
Increase load
Max.
Min.
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16. O que tem de mudar? Eficiência Energética
Até agora:
• Produção centralizada de
100 % 50 % electrical energy eletricidade
power
station 50 % • Produção descentralizada
unused
waste heat
50 % fossil fuel
de calor
No futuro:
exchange of electrical energy
• Produção combinada e
descentralizada de
eletricidade e calor (co-
geração)
100 % Oil / Gas
Redução de 1/3 no consumo
de fontes de energia fóssil!
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17. A visão futurista da micro-geração nas casas
17

18. O que tem de mudar? Gestão Ativa de
Consumos
• Possibilidades contratuais
– Preço de energia em tempo-real
– Contratos especiais para cargas controláveis (disponibilidade
para resolver problemas técnicos na rede)
• Possibilidade de gestão de consumos
– Corte da ponta através de:
Preço em tempo-real
Cargas controláveis
– Desvio de consumos através de:
Preço em tempo-real
Armazenamento
Deslastre de carga
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19. Tele-Contagem – O Projeto InovGrid
• Atualmente, a contagem de energia em BT é realizada numa
base mensal através de um procedimento caro e que envolve
intervenção humana
• A extensão dos conceitos de mercado de energia para o
consumidor de BT requer uma abordagem mais eficaz para
medição em tempo-real envolvendo:
– Tele-contagem
– Estimativa dos perfis de consumo dos consumidores
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20. Tele-Contagem – O Projeto InovGrid
• Em complemento à possibilidade de tele-contagem, as
principais vantagens da utilização de contadores inteligentes
(Energy Box) são:
– Vai permitir a adoção de estratégias de gestão ativa de cargas
– Vai permitir a poupança de energia através da utilização de
estratégias avançadas de gestão de consumos domésticos
– Vai permitir uma detecção rápida de perturbações na rede
elétrica Melhoria na Qualidade de Serviço
– Vai ajudar a gerir a micro-geração
Trilhar o caminho rumo às Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grids)
(Smart Grids)
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21. Arquitetura do Projeto InovGrid
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22. Arquitetura do Projeto “InovGrid”
Energy Box
Distribution
Transformer
Control
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23. Conclusões
• Uma integração eficiente em larga escala de recursos energéticos
distribuídos requer o desenvolvimento de um conjunto de novas soluções técnicas
e regras operacionais onde as tecnologias de informação e comunicação (ICT)
desempenharão um papel fundamental:
– É necessário um nível de gestão inteligente e central sobre o planeamento e a operação
do sistema (incluindo a possibilidade de reforço de infraestruturas de rede)
– É essencial uma cooperação entre todos os agentes envolvidos (operadores de sistema,
mercados de energia e consumidores finais)
– É fundamental definir novos requisitos técnicos para um funcionamento robusto e
seguro do sistema
• Benefícios para a sociedade (menos tangíveis, relacionados com as políticas
energéticas):
– Diversificação das fontes de energia primária / redução da dependência externa de
energia
– Redução das emissões de CO2
– Potenciais benefícios económicos (novas atividades económicas, aumento na criação de
empregos, melhorias na coesão social e sustentabilidade ambiental)
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