Costurando a teia do futuro

Cientistas do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA UU. Eles desenvolveram a visão de uma rede descentralizada de energia renovável. Seu projeto, Autonomous Energy Grids, visa dar uma olhada geral nas soluções que impulsionarão essa rede do futuro e preencher as lacunas que aparecem entre elas.

NREL

Redes de energia autônoma (AEG) é o nome de um projeto do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA (NREL). UU. Foi criado para visualizar a rede elétrica do futuro, onde a produção de muitas fontes de energia descentralizadas é gerenciada simultaneamente para garantir um fornecimento seguro e constante de energia.

O conceito se concentra no uso de tecnologias inteligentes e comunicação autônoma, com base em uma série de micro-redes interconectadas, que se comunicam e usam algoritmos para encontrar continuamente a melhor condição operacional em resposta à demanda, disponibilidade de energia e preço.

"A futura rede será muito mais distribuída, complexa demais para controlar com as técnicas e tecnologias atuais", disse Benjamin Kroposki, diretor do NREL Power Systems Engineering Center. "Precisamos de uma maneira de chegar lá, de alcançar o potencial de todas essas novas tecnologias que estão integradas ao sistema de energia".

Refinando a teoria

Os pesquisadores dizem que o projeto atualmente é principalmente teórico, com aplicações provavelmente a mais de 10 anos. O projeto começou com um grupo de cientistas que procuravam desenvolver métodos de controle e otimização em tempo real para sistemas de energia individuais, e tornou-se a ideia de que esses sistemas de energia individuais, ou "células", se comunicam para formar um sistema que cobre toda a rede.

"A novidade da nossa solução é que resolvemos um problema com duas faces", explicou Kroposki. “Primeiro, devido ao grande número de dispositivos, não podemos usar o controle central, mas devemos distribuir o problema de otimização. O outro problema é que temos condições que variam com o tempo e, portanto, a otimização muda a cada segundo e deve ser resolvida em tempo real.”

Atualmente, os pesquisadores estão simulando redes autônomas que consistem em centenas de células diferentes que operam em uníssono, mas acreditam que isso deve ser drasticamente expandido para representar uma solução de rede unificada: a área da Baía da Califórnia, por exemplo, já tem mais de 20 milhões de pontos de controle. "Algoritmos de resolução são necessários a cada segundo", explica Jennifer King, pesquisadora do NREL. "Tentar decidir o destino de um milhão de coisas, segundo a segundo, é onde entra o desafio".

Aplicação no mundo real

O próximo desafio está na aplicação desses algoritmos às condições do mundo real, onde as coisas nem sempre funcionam sem problemas e atrasos e danos devem ser levados em consideração com frequência. Organizar a infraestrutura e garantir sua segurança representará outro desafio importante.

Os pesquisadores publicaram vários documentos que abordam diferentes áreas como parte do momento das redes autônomas, e a NREL observa que a Siemens e a empresa de baterias Eaton estão participando de seus trabalhos, e que uma cooperativa de energia no Colorado está atualmente implementando técnicas de controle com base nesses esforços.

“Há muitas pessoas trabalhando em pequenos aspectos do projeto. [...] a vemos como uma visão ampla”, diz Kroposki. "Provavelmente será visto que as primeiras redes desse tipo aparecerão de baixo para cima, começando com hospitais, campi e comunidades".

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