Uma proposta de arquitetura extensível para micro medição em Smart Appliances

• Autor(a) principal: Torri, Lucas Bortolaso
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/49747
• topic: Microeletrônica; Circuitos integrados; Smart grid; Smart appliances; Micro metering; Advanced metering infrastructure

O sistema de energia atual passou por poucas alterações desde sua concepção original, há mais de 100 anos. No entanto, a crescente complexidade da infraestrutura e da demanda global por energia vem criando diversos desafios que a sua constituição original não previa, culminando em problemas como apagões e outras falhas no seu fornecimento. Além disso, nota-se nos últimos anos, principalmente nos países desenvolvidos, uma certa diversificação na matriz energética, incentivando a utilização de fontes de energia renováveis e distribuídas. Isto se deve não apenas ao potencial energético das, mas também visando uma menor utilização de combustíveis fósseis, devido tanto a volatilidade e tendência de alta dos preços do petróleo, mas também pela necessidade de contenção do volume de emissões de gases causadores do efeito estufa. Apesar desta defasagem do sistema de energia contemporâneo, avanços nas áreas de informática, eletrônica embarcada, além das tecnologias empregadas na construção de sensores e atuadores, têm possibilitado a criação de uma rede de energia moderna, automatizada e distribuída. Esta rede, conhecida como Mart Grid, traz novas perspectivas no gerenciamento e na operação dos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, inserindo propostas que visam melhorar diversos fatores da rede de energia atual, aumentado sua eficiência, segurança e confiabilidade de transmissão, além da eliminação de obstáculos para a integração em larga escala de fontes de energia distribuídas e renováveis. Este novo paradigma é caracterizado por um fluxo bidirecional de eletricidade e de informações, afim de criar uma rede automatizada e distribuída de energia. Ele incorpora à grade os benefícios da computação distribuída e de comunicações para fornecer informações em tempo real e permitir o equilíbrio quase instantâneo da oferta e da procura dos bens energéticos. Dentro do contexto de Smart Grids, Smart Appliances são uma modernização dos aparelhos eletrodomésticos quanto a sua utilização de energia, de forma que estes sejam capazes de monitorar, proteger e ajustar automaticamente o seu funcionamento às necessidades do proprietário e a disponibilidade deste recurso. Ou seja, estes possuem não apenas características de inteligência, mas também a capacidade de utilizarem as informações disponibilizados no Smart Grid para adaptar seu funcionamento. Apesar do grande interesse despertado em torno destes conceitos, há ainda uma enorme carência de padrões e tecnologias que permitam a criação de tais aparelhos inteligentes inseridos nos ambientes domésticos e prediais. Este trabalho tem por objetivo estudar e conceituar o Smart Grid, pesquisando os grupos existentes que buscam uma padronização deste, bem como conceituar Smart Appliances, avaliando projetos e pesquisas existentes, e, principalmente, propondo uma arquitetura que permita a construção de tais dispositivos. Os requisitos necessários para a criação desta arquitetura são discutidos ao longo da dissertação, bem como as tecnologias necessárias e existentes para permitir sua proposta. Finalmente, o funcionamento bem sucedido, através de uma implementação da mesma, é demonstrado através de diferentes experimentos, avaliando como as características do Smart Grid podem ser utilizadas para criar aparelhos eletrodomésticos capazes de usarem as informações disponíveis para melhorar seu funcionamento.