Siemens fornece soluções para transformação digital do setor elétrico

Plataforma conectada à internet das coisas, Mindsphere, permite a integração e análise de ativos e dados para gerar ações que possibilitem aos clientes superar todos os desafios na cadeia de energia

Pensando no futuro do planeta e das próximas gerações, uma matriz energética descarbonizada em um mundo quase todo elétrico, em que o gerenciamento inteligente de energia para áreas residenciais e o carregamento de veículos elétricos seja sustentado por subestações digitais e alimentado por geração solar e eólica soa como o projeto ideal.

O futuro vislumbrado para os sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia passa pela integração das fontes renováveis em uma malha dispersa no alto de casas, lojas, fábricas, shopping centers e estacionamentos, além da otimização contínua da rede e o crescente aumento de consumidores que se tornam produtores dessa energia.

Visando atender a estas demandas, a Siemens está fornecendo soluções para criar benefícios e superar os desafios em toda cadeia do setor elétrico, conectando ativos e infraestruturas físicas ao ambiente digital através da plataforma IoT (Internet of Things), que permite que dados sejam compilados em uma nuvem e analisados por um software.

Lançado oficialmente no Brasil em 2017, durante o fórum “Fazendo o Brasil avançar com engenhosidade”, o Mindsphere é um sistema operacional aberto que se coloca como proposta para todos os segmentos, tanto na indústria, com questões como produtividade das fábricas, redução de custos, otimização dos tempos de entrega, como na parte voltada à energia, onde é concebido o termo IoE (Internet of Energy), resultado da aplicação dessa tecnologia IoT em sistemas de energia distribuída, e que segundo a empresa irá possibilitar que as demandas atuais e futuras das redes de energia sejam atendidas.

“Trazemos um conjunto de soluções para tornar a rede elétrica cada vez mais eficiente, dinâmica e inteligente, complementando o conceito de Smart Grids, criado há alguns anos atrás. Podemos entender que isso está evoluindo para o IoE”, declarou o Gerente de aplicações Digital Grid da Siemens, Paulo Antunes.

Na visão do executivo, a grande questão é que as fontes distribuídas irão acabar ocasionando uma complexidade para a atual rede elétrica, que foi originalmente dimensionada para atender a um único fluxo de energia, através de um centro gerador, como é o caso das grandes centrais hidroelétricas no Brasil. Em termos técnicos, a plataforma permite que se seja feito o balanço entre a energia gerada e consumida instantaneamente em um ponto, buscando sempre o equilíbrio entre esses dois fatores, visto o sistema atual ainda não possuir um armazenamento eficiente de energia: o que se produz tem que ser consumido imediatamente.

“É preciso um equilíbrio dinâmico, minuto a minuto, através da gestão de várias fontes dispersas, o que é muito mais complexo do que com apenas poucos centros de geração. É aí que entra o IoE, com inteligência artificial e algoritmos para fazer com que isso se contrabalance dinamicamente ao longo do tempo”, ressaltou o especialista.

A ideia é que o Mindsphere possa ser o habilitador do processo de digitalização que consiga controlar a complexidade dessa rede que está nascendo, tendo como mote a descarbonização, que impulsiona essa descentralização da geração. Para Paulo Antunes, essa jornada tecnológica de transformação digital é um momento novo para a maioria dos integrantes do mercado, que começam aos poucos a experimentar alternativas e mensurar os benefícios: “Nesse novo momento estamos iniciando os experimentos e incentivando nossos clientes a realizarem a transformação digital, mostrando como o uso da tecnologia pode ser interessante e promissor”, comentou.

Um conceito da companhia que complementa esse objetivo de ganhos empresariais é o Mindsphere Application Center, um centro de aplicações composto por um grupo multidisciplinar de pessoas que assessora empresas no chamado modelo de cocriação: “Criamos juntos com nossos clientes algumas aplicações que os ajudam a ser mais eficientes e produtivos”, revelou Antunes.

Funcionamento e aplicações
O futuro das empresas de energia aponta para essa tecnologia conectada a uma nuvem, distribuída em vários data centers, onde soluções da IoE integrarão os usuários à rede. Hoje, um dos protocolos de comunicação mais utilizados é o OPC UA, que foi desenhado para funcionar com a internet das coisas e da energia.

Quando se fala em nuvem, há três conceitos de infraestrutura que se aplicam. O primeiro é o IaaS (Infrastructure as a Service), que é o hardware que mantém esse ambiente funcionando. O outro é o PaaS (Platform as a Service), um servidor embutido de um sistema operacional e que traz algumas facilidades para que se desenvolvam soluções. É aí que se enquadra o Mindsphere da Siemens, permitindo a atuação em uma nuvem na qual se consegue desenvolver softwares ou aplicativos para usar informações que geram valor para alguma aplicação pertinente.

O sistema contém uma base operacional, modelagem de dados e infraestrutura de arquivos, que permite que o usuário ou provedor crie aplicações, como por exemplo para tornar uma casa mais eficiente, através de dados de geração e consumo. “É uma plataforma aberta para qualquer desenvolvedor, como se fosse um sistema operacional, funcionando em qualquer computador, e onde se pode até realizar uma venda num MarketPlace”, assegurou Paulo Antunes, referindo-se à terceira camada de infraestrutura: o SaaS (Software as a Service), uma forma de distribuição e comercialização de softwares, onde o desenvolvedor do aplicativo comercializa o mesmo como serviço.

Com a solução aplicada na nuvem, os fluxos de desenvolvimento digital passam a ser muito mais rápidos e curtos, em tempo real. Como é uma tecnologia que vem amadurecendo e sendo incrementada muito rapidamente, Paulo explicou que não há como limitar a plataforma à uma versão, visto investimentos contínuos estarem sendo realizados para agregar novas funções e deixar o sistema cada vez mais eficiente para o usuário. “A questão da atualização é muito dinâmica. Existe um time de desenvolvimento trabalhando continuamente, com interface direta com clientes e usuários. Desta forma, atualizações na plataforma se tornam frequentes”, ilustrou.

O Mindsphere conta com ferramentas de análise abrangentes e um ambiente de desenvolvimento propício para a criação de novos aplicativos personalizados para todos clientes, que podem por exemplo visualizar a condição de ativos e a identificação precoce de potenciais problemas na rede ou em instalações, gerando valor e abrindo novas oportunidades para a realização de soluções e serviços no setor de energia.

Um dos casos é o Fleet Manager, desenvolvido dentro da plataforma e focado na gestão de ativos. Se uma distribuidora de energia, por exemplo, colocar sensores nos transformadores que estão na rua, é possível ter um mapa com a visualização da distribuição dos equipamentos e a situação deles em tempo real, com a possibilidade de gestão de frota. “A visibilidade da infraestrutura cai muito bem para distribuidoras e transmissoras de energia”, ressaltou Paulo Antunes.

Outro exemplo é o Siprotec Dashboard, que reúne as informações da rede elétrica e disponibiliza esses dados instantaneamente para as empresas de energia, fazendo uma análise do que está acontecendo com a rede em determinado momento, indicando inclusive ações para serem tomadas para a recuperação de alguma ocorrência ou problema de falta de energia.

A questão é como relacionar dados e extrair valor deles. Paulo Antunes, da Siemens

Sobre o uso de Inteligência Artificial no processamento das informações, o executivo confirmou ser uma tendência que vem ganhando cada vez mais corpo. “A questão é como relacionar dados e extrair valor deles. No setor elétrico temos muitas informações disponíveis, porém não analisadas”, salientou, afirmando que quando esses dados são postos em uma nuvem de IoE no Mindshphere, o sistema começa a correlacionar e tentar identificar variações dele, sugerindo ideias e indicações de situações e análises ainda não exploradas ou percebidas.

Para ele, através dos dados consolidados pela plataforma, as distribuidoras de energia poderão operar melhor e planejar o futuro: “Qual é o segmento da rede elétrica da cidade que tem mais falha durante a ocorrência de chuvas? Qual região apresenta sobrecarga em determinado horário? A partir de questões como essas, a empresa de energia consegue identificar e atuar melhor sob essas ocorrências”, assinalou.

Para grandes blocos de energia, a tecnologia funciona como um apoio para redução de custos operacionais e melhorias nas reformas. Um exemplo é das transmissoras de energia, responsáveis por conectar grandes segmentos de carga em alta tensão e que estão começando a lançar mão de novas inovações do conceito de IoE para ter mais visibilidade da rede e garantir um suprimento disponível por mais tempo aos clientes, com um custo operacional menor.

“Estamos com cinco projetos piloto em empresas de energia que estão começando a experimentar o uso de dados em nuvem e como a extração de valores dessas informações pode ajudar a tornar a rede mais eficiente e com custo de operação mais baixo”, revelou o gerente.

Subestações digitais
Como parte integrante das redes de energia, as subestações são peças fundamentais para esse processo de desenvolvimento e transformação do setor energético. A conexão à internet das coisas traz à tona o conceito de Subestação Digital, permitindo que todos os componentes disponibilizem seus dados na nuvem, o que melhora a automação, o gerenciamento e a proteção aos empreendimentos, elevando assim a eficiência e rentabilidade do sistema.

Um caso recente é o da CPFL Energia, em que a Siemens ajudou na modernização completa das subestações da companhia. Na primeira fase foi feita a camada de digitalização do ambiente produtivo, reduzindo consideravelmente a quantidade de materiais, como cabos de cobre, conforme matéria publicada no Portal CanalEnergia. Agora o momento é de analisar as possibilidades de conexão com a IoE e o que pode ser desprendido sobre os dados da subestação digital.

Perguntado sobre os principais benefícios da transformação, Paulo Antunes destacou em primeiro lugar a segurança para o ser humano, no caso os trabalhadores no ambiente. Isso ocorre pois sai de campo o cabo de alto tensão e corrente, que podem gerar acidentes com pessoas e entra a fibra óptica. “A ideia é assegurar uma segurança operacional e dos indivíduos que trabalham no ambiente”, contou o especialista.

Outro ponto importante é a redução em CAPEX e OPEX das empresas, já que uma subestação nestes moldes passa a ter um custo de construção muito menor que uma convencional: menos obras civis, cabos de cobre e menos tempo de teste e recursos humanos. Além disso, o executivo aponta que, com a digitalização do sistema, que apresenta menos pontos de falha para a rede e exige menos recursos para se manter em funcionamento.

“É um ganho para o consumidor de energia, ver as distribuidoras adotando esse sistema para serem mais eficientes e construir novas subestações com custos menores, assim como a operação. Eu gosto de extrapolar a digitalização da subestação para além da gestão da energia, mas para a sociedade que a consome”, declarou.

Regulamentação e a questão das distribuidoras

Inevitavelmente, o atual sistema energético terá dificuldade com a conexão dos novos players à rede. Com o tempo, a perspectiva é de que as distribuidoras se antecipem aos futuros problemas de gerenciamento e passem a investir em soluções para melhorar a interação com os usuários e garantir que essa integração funcione corretamente e não ocasione um colapso na rede.

Imagine um bairro onde muitas pessoas instalaram painéis fotovoltaicos em um dia de sol à pino, ao meio dia. Com a elevação da tensão na região, se não houver um controle adequado, pode haver a queima de equipamentos elétricos em outras residências perto de alguma ocorrência. A questão que remete às concessionárias é que elas devem garantir que isso não ocorra, primando sempre pela qualidade no suprimento de energia da região onde atuam.

Outra questão levantada no país é de qual será o papel das distribuidoras no futuro, sobretudo quanto a tarifação de energia perante essa nova configuração com as fontes renováveis e diversos produtores. “As empresas daqui há pouco terão sua infraestrutura de rede, mas não necessariamente estarão vendendo energia: as estruturas de custos e fluxos de caixa se alteram completamente ”, prevê Paulo Antunes.

Há também o debate em torno do uso de dados e da lei de privacidade, aprovada no mês de Agosto no Brasil. Afinal, quando uma empresa tem acesso a dados do medidor de uma residência, estamos tratando de diversos tipos de informações que podem ser desprendidas, como se tem alguém em casa, qual o padrão de rotina da pessoa ou família, quais tipos de eletrodomésticos ela tem, entre outras possibilidades que podem revelar questões íntimas, pessoais e econômicas.

“Esse desenvolvimento futuro também acaba tendo uma interface com essa questão da privacidade; a regulamentação está avançando com essa lei da proteção de dados e também na regulamentação do setor, para indicar essa questão de o que é venda de energia por pessoas e a possibilidade de uso do blockchain”, contou o executivo.

Sobre o blockchain, tecnologia usada no bitcoin e que visa a descentralização como medida de segurança, há um projeto piloto no Brooklyn (EUA) em que a Siemens está trabalhando, através de bases de registros e dados distribuídos e compartilhados com a função de criar um índice geral para que todas as transações entre consumidores ocorram dinamicamente por esse bloco:

“Estamos identificando uma tendência de que os players irão conectar naturalmente à essa nuvem, para seu benefício de vender energia e consumir, trocando assim blocos de energia entre si, conforme a disponibilidade”, apontou.

O especialista reconhece que a busca por um futuro energético cada vez mais sustentável será um processo longo, e que para decolar, em algum momento precisará de investimentos em uma regulamentação para as distribuidoras que serão impactadas. “A regulamentação vai ser um habilitador para que esse desenvolvimento tecnológico aconteça”, definiu.

Para ele, o futuro do setor elétrico e da sociedade passará necessariamente pelos três D’s: da descarbonização, que demanda essa descentralização das fontes de energia e a digitalização como o meio para que isso aconteça adequadamente, através da Internet of Energy. Qualquer esforço nesse sentido será válido para um sistema de energia ideal para as próximas gerações.

(Nota da Redação: Conteúdo patrocinado produzido pela Agência CanalEnergia)