Estratégias de gerenciamento de energia elétrica em casas inteligentes com integração de recurso fotovoltaico em redes isoladas Microgrid

Abstract

O conceito das Redes Elétricas Inteligentes (REI), do inglês Smart Grid, está relacionado à abordagem da rede de energia elétrica dotada de tecnologias digitais, recursos computacionais avançados e de comunicação para o monitoramento e o gerenciamento da eletricidade ao longo da estrutura de transporte e distribuição até os consumidores finais. Com base no conceito das REI o aumento do uso de dispositivos eletrônicos em casas e edifícios tem oferecido benefícios em muitas áreas como: Eficiência Energética, Conforto, Segurança, Cuidados com a Saúde e Recursos de Entretenimento. Este cenário possibilitou um importante crescimento no campo da inteligência ambiental que envolve mudanças significativas na vida cotidiana das pessoas. Esta inteligência ambiental se aplica a um ambiente de computação contínua, utilizando protocolos de comunicação de redes sem fio e Internet das Coisas (IoT). Possui interação com o consumidor por meio da presença humana no ambiente, umidade, temperatura, controle do sistema de iluminação e do Sistema de Aquecimento e Ar Condicionado (HVAC). Além disso, os benefícios do desenvolvimento desse projeto promovem a economia de energia, a eficiência e a melhoria do conforto numa Casa Inteligente (CI). Neste trabalho são apresentadas várias estratégias de gerenciamento de energia definidas por meio do uso de algoritmos. Um sistema de supervisão chamado (Ayla) foi desenvolvido para validação dessas estratégias do Sistema de Gerenciamento de Energia (SGE) de uma CI. Os algoritmos implementados no SGE foram modelados em Redes de Petri, a fim de visualizar os modos de operação com economia de energia, eficiência e conforto doméstico. Dentre os resultados obtidos com essas estratégias adotadas, a economia no consumo de energia atingiu 6 kWh quando comparados ao funcionamento do sistema sem gerenciamento. Os testes realizados neste trabalho foram executados durante os períodos de maior movimento no Laboratório de Processamento de Energia (LPE) usando os mesmos recursos de uma CI. Palavras-chaves: Casa Inteligente, Conforto, Eficiência Energética, Energias Renováveis, Internet das Coisas, Redes Elétricas Inteligentes, Sistema de Gerenciamento de Energia