Grupo de Economia da Energia

Casas inteligentes – elemento chave do setor elétrico

In energia elétrica on 02/12/2013 at 00:15

Por Clarice Ferraz

clarice122013Em postagens anteriores foram discutidos o futuro do setor elétrico, e como o surgimento das redes inteligentes e a introdução da micro-geração distribuída mudam o papel de agentes do setor e suas transações. São particularmente afetadas as empresas de distribuição e os consumidores.

As residências conectadas por redes inteligentes são na realidade o componente final da própria rede. O modo como a energia é consumida, gerada e estocada (ou reinjetada na rede) pelo consumidor final influencia a gestão da rede e é determinante nos problemas de sustentabilidade e segurança energética com os quais a sociedade tem se deparado. Desse modo, cabe a pergunta: o que são as casas inteligentes e quais são suas funções?

O conceito de casa inteligente surgiu há diversas décadas e é anterior ao de redes inteligentes. A visão da casa do futuro era a de uma residência dotada de serviços para facilitar a vida de seus residentes. Atos quotidianos eram automatizados e uma série de novos aparelhos foi introduzida. A incorporação de novos eletrodomésticos, sensores, e aplicativos de automação de diversos aparelhos aumentou a participação do consumo residencial de eletricidade (Faruqui, Hledik, Sergici, 2009).

Em países onde as casas já incorporam o uso de mais eletrodomésticos e de processos automatizados, o consumo de eletricidade avançou rapidamente. Soma-se a esse fenômeno de modernização, o envelhecimento populacional, que faz com as pessoas passem mais tempo em casa, e portanto, contribui para o aumento do consumo de energia. Nesse processo de modernização e automação de diversas ações quotidianas o setor residencial passa a ter um peso maior na demanda global por eletricidade.

Diante das atuais preocupações de segurança de abastecimento há uma mudança de paradigma. Para os estudiosos do setor energético a casa inteligente passa a ser aquela que promove maior eficiência na produção e no consumo de energia, enquanto preserva os ganhos de conforto promovidos pela automação de diversos serviços. Para tanto, são incorporados equipamentos que permitem o monitoramento e controle, assim como a reorganização, da utilização de eletrodomésticos. Existem softwares que ligam e desligam automaticamente luzes e aparelhos eletrodomésticos, incluindo ar condicionados, de acordo com o horário e os hábitos de seus ocupantes. Ao incorporar tais facilidades, as casas inteligentes deixaram de ser fonte de aumento de demanda de energia para se tornarem fonte de economia de energia (Rokach, 2012:93). Desse modo, se aproveita ao máximo a geração produzida localmente e nos horários onde precisa consumir eletricidade via a distribuidora, se evita o consumo no horário de ponta com suas tarifas mais elevadas.

Figura 1: Integração otimizada de  geração e consumo de energia no seio da casa inteligente

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Fonte: Guan et all, 2003.

Entretanto, a maximização dos benefícios da casa inteligente só é possível se a casa é bem utilizada. Não adianta a casa ter sistemas de ventilação passiva e termostatos automáticos se seus ocupantes deixam janelas abertas, ou programam seus equipamentos para funcionarem em horários de ponta. A participação do usuário é fundamental para o sucesso da integração. Com esse objetivo, além de investir em educação para que as pessoas consumam energia de modo mais eficiente, foram desenvolvidos instrumentos econômicos que induzem a mudança de comportamento dos indivíduos para colaborar com o equilíbrio do sistema.

Faruqui, Hledik et Sergici (2009) mostram que diversos projetos piloto utilizando o sistema de diferenciação de tarifas residenciais que penalizam o consumo nos horários de ponta levaram à uma redução da demanda da ordem de 13 a 20%. Quando associados à tecnologias mais modernas, a redução chegou a atingir reduções de consumo de 27 a 44%. Desse modo, tarifas diferenciadas bem concebidas geram reduções significativas de pico de consumo ao mesmo tempo que gozam de elevados níveis de aceitação social Os autores chamam atenção para a importância de se estabelecer curtos períodos de ponta, de até 4 horas, por exemplo, pois isso facilitaria a mudança de hábitos de consumo dos usuários. Períodos longos são menos efetivos na indução de mudança de hábito dos consumidores porque implicam mudanças mais radicais de seus hábitos de consumo. Além disso, deve se associar aos horários de ponta e fora de ponta, fortes sinais de preço. O consumidor deve perceber que há uma grande diferença de preços nesses dois momentos.

É através de uma boa integração com as redes inteligente que se torna possível maximizar os benefícios das casa do futuro. Através dela, é possível ter sucesso com a integração da geração de energia oriunda de novas fontes renováveis produzida nas residências e promover a redução do consumo de energia nos horários de ponta.

Uma integração bem sucedida é facilitada através de projetos piloto para que as redes como as casas inteligentes sejam concebidas levando em conta as características de geração e de consumo de eletricidade de seus ocupantes e do sistema energético no qual ele se insere (Faruqui, Hledik et Sergici, 2009). Através de projetos piloto as distribuidoras podem mapear e quantificar o impacto dos hábitos de consumo de energia de seus consumidores e oferecer tarifas dinâmicas diferenciadas que orientem o consumo de energia de seus consumidores de acordo com a capacidade de geração e transporte/distribuição de seu sistema elétrico.

Por serem componentes integrantes das redes inteligentes, o bom uso das casas inteligentes é vital para contornar problemas de sustentabilidade e segurança energética com os quais a sociedade tem se deparado. Ghaffarian Hoseini et al (2013) afirmam que as casas inteligentes, como ambientes de vida integrados equipados com tecnologias inteligentes para a automação de diversas funções são apontadas para serem um paradigma comum. A penetração de tecnologias de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) no dia a dia não poderá ser evitada. Desse modo, é essencial que em sua concepção sejam integradas as restrições ambientais e de dotações de recursos naturais nos ambientes nas quais elas se inserem. Somente assim ela será sustentável e elemento de equilíbrio do sistema elétrico no qual está inserida.

Referências

Faruqui, A., Hledik, R., Sergici, S., 2009, “Piloting the Smart Grid”, The Electricity Journal, vol. 22, Issue 7.

GhaffarianHoseini, A-H. et all, 2013,Sustainable energy performance of green buildings: A review of current theories, implementations and challenges”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 25, 2013.

Rokach, J. Z., 2012, “Smart houses in a world of smart grids”, The Electricity Journal, April 2012, vol.25, Issue 3.

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