Projeto de microrrede em Viena: pequena rede, grande impacto

Em sua unidade de Viena, a Siemens está criando um sistema inteligente abrangente para otimizar o gerenciamento de energia e aquecimento.

Flashback para 2010: é inaugurada uma sede corporativa na parte norte de Viena, que estabelece novos padrões em eficiência energética e sustentabilidade. A energia geotérmica também é usada para aquecer o edifício e o complexo do edifício contém um sistema de armazenamento de aquecimento e refrigeração. Os trocadores de calor na unidade de serviços do prédio permitem que até 75 por cento do calor seja recuperado da energia do ar de exaustão - e essas são apenas algumas das características inovadoras. Os esforços da proprietária, a Siemens Real Estate (SRE), para garantir que o processo de construção e o próprio edifício fossem o mais ecológicos possível, foram reconhecidos com a atribuição do certificado LEED ouro, para além do Certificado EU Green Building.

Este novo projeto aponta o caminho para o futuro das soluções inteligentes de gestão de energia.
Franz Mundigler, chefe da Europa Central e Oriental da Siemens Real Estate

Nove anos depois, um projeto está sendo iniciado no local da Siemens City, mais uma vez com a SRE como desenvolvedora inovadora, e novamente com uma série de pontos de venda exclusivos. “Assim como o novo edifício principal no campus corporativo representava o futuro da sustentabilidade e da eficiência energética para edifícios não residenciais na época, este novo projeto aponta o caminho para o futuro das soluções de gestão de energia inteligente”, afirma Franz Mundigler, chefe da Europa Central e Oriental (CEE) para SRE.

Controlador de microrrede no centro

O projeto é a Siemens Campus Microgrid,que atualmente está tomando forma no campus da Siemens Austria em Viena, após uma análise de caso de negócios bem-sucedida. Os primeiros elementos do que se tornará - no verão de 2020 - um sistema inteligente para otimizar a gestão de energia e os requisitos de aquecimento nas instalações da empresa estão em construção desde o outono de 2019. “Um controlador de microrrede inteligente orquestra centralmente os ativos conectados e otimiza o fornecimento de energia para levar em conta os picos de carga e a utilização da capacidade da rede. Isso além de outros fatores de influência que resultam da geração independente”, diz Werner Brandauer, Digital Grid, Siemens Smart Infrastructure, que pesquisou microrredes nos Estados Unidos e desempenhou um papel fundamental no planejamento do projeto. A microrrede também incorpora o sistema de gerenciamento predial Siemens Desigo, que pode ajustar o fornecimento de aquecimento no edifício principal durante os períodos de pico de carga: por exemplo, para otimizar a energia que todo o complexo retira da rede.

 

Os dados medidos são coletados na plataforma de IoT da Siemens e fornecem um recurso valioso para otimizar o gerenciamento de consumo usando soluções de análise de dados. O projeto é único devido à sua conexão com a infraestrutura de uma empresa industrial existente e a combinação de PV, armazenamento de bateria, controlador de microrrede, controle de carga e soluções de carregamento otimizadas para eletromobilidade, e oferece muitas oportunidades para pesquisas inovadoras. “Gostaríamos que este projeto fizesse parte das atividades de pesquisa internacionais e nos ajudasse a fazer aprimoramentos em áreas específicas”, explica Andreas Lugmaier, chefe da unidade de pesquisa Smart Embedded Systems da Siemens Corporate Technology Austria.

Componentes da Microrrede Campus Siemens

  • Painéis fotovoltaicos totalizando 1.600 m² e 312 kWp
  • Saída de armazenamento da bateria: 500 kWh, capacidade: 500 kW
  • Estações de carregamento de eletromobilidade da Siemens
  • Sistema de gestão predial Siemens Desigo
    Controlador de microrrede Siemens
  • Recursos adicionais: Rede de campus Pre5G e projeto de economia circular

Otimizando a pegada de carbono e o balanço de energia

Mas qual é a motivação para otimizar a operação de seus próprios setores de rede e quais são os benefícios potenciais? “A demanda por eletricidade vai continuar aumentando, impulsionada principalmente por sistemas integrados de energia, incluindo eletromobilidade e fontes de aquecimento”, disse Gerd Pollhammer, chefe da Siemens Smart Infrastructure Austria e CEE. “Em conjunto com a crescente descentralização da geração de energia e as flutuações de fornecimento impulsionadas pela disponibilidade, isso representará desafios cada vez maiores à nossa capacidade de garantir um fornecimento seguro e confiável de eletricidade. Há também a necessidade cada vez mais urgente de as empresas otimizarem sua pegada de carbono e balanço energético". As soluções de microrrede são uma resposta a esses desafios, porque a combinação de geradores de energia independentes como fotovoltaicos e consumo de energia otimizado ajuda a prevenir gargalos de fornecimento e picos de carga que sobrecarregam a rede de fornecimento.

Facilitando a eletromobilidade sem expansão adicional da rede

A descentralização do sistema de energia também torna a rede elétrica cada vez mais flexível. Gerenciar e comercializar a flexibilidade criada por soluções de otimização inteligente se tornará cada vez mais atraente para o setor industrial e campus e empresas comerciais maiores. A oportunidade de reduzir os picos de energia e adaptar os requisitos de energia aos custos no mercado pontual e tornar a flexibilidade disponível no mercado de energia de equilíbrio será um impulsionador desse desenvolvimento no futuro.

O sistema de armazenamento de bateria também terá um papel no mercado de energia de balanço, onde as reservas de balanço são negociadas.
Robert Tesch, chefe de Digital Grid e Distribution Systems, Siemens Austria e CEE

O projeto da Microrrede do Campus da Siemens em Viena também contempla a perspectiva de disponibilizar flexibilidade no mercado de eletricidade por meio de agregadores. Um objetivo anterior no projeto era mostrar como picos de carga poderiam ser evitados ao extrair eletricidade da rede de abastecimento dentro de um campus, fornecendo e usando resultados de medição de alta resolução. “Isso tira a carga da rede de distribuição de nível superior, ao mesmo tempo que minimiza as tarifas baseadas em energia cobradas pela rede”, disse Robert Tesch, chefe da unidade de Digital Grode e Distribution Systems da Siemens Austria e CEE. "O sistema de armazenamento de bateria também terá um papel no mercado de energia de balanço, onde as reservas de balanço são negociadas".

 

Esta demonstração da Siemens Áustria também ilustra como uma microrrede pode ajudar a integrar a eletromobilidade na rede de distribuição local existente , sem ter que expandir a rede. Os componentes inteligentes que fornecem controle de carga tornam isso possível. “Do contrário, a instalação de pontos de recarga elétricos extras levaria diretamente a tarifas de rede ou tarifas baseadas em energia, que um sistema de controle inteligente pode ajudar a evitar”, explica Brandauer. Isso envolve fazer leituras e controlar a maioria dos pontos de carregamento para permitir a coleta e avaliação de informações sobre o desempenho de carregamento do veículo e o comportamento do usuário. 

Gestão de carregamento orientada para o futuro

À medida que a eletromobilidade se torna mais estabelecida, essas opções serão mais atraentes para empresas industriais com estacionamentos para funcionários, estruturas de estacionamento, instalações de estacionamento e transporte ou talvez para shoppings e grandes complexos residenciais. O uso de um sistema de armazenamento de eletricidade em conjunto com um controlador de microrrede para gerenciar picos de carga tornará possível desenvolver soluções voltadas para o futuro para gerenciar estacionamentos e carregar veículos elétricos, levando em consideração os padrões de consumo.

 

A infraestrutura de carregamento construída com produtos da Siemens inclui uma demonstração de carregamento inteligente para veículos elétricos: A capacidade de carregamento do veículo pode ser influenciada durante o processo de carregamento e, em conjunto com o controlador de microrrede, pode ser acessado para otimizar cargas de pico para toda a rede. A infraestrutura de carga por eletromobilidade também apresenta uma solução de barramento modular (TOB-Charge) para uso em oficinas. A infraestrutura de carregamento pode, portanto, crescer organicamente com o avanço da eletromobilidade.

 

Graças a seus muitos anos de expertise e experiência, a Siemens Smart Infrastructure acumulou nas áreas de gerenciamento de edifícios e redes de energia, o Campus de Microrrede criado pela Siemens Áustria demonstra de forma impressionante o desempenho e os benefícios das soluções de microrrede, incluindo eletromobilidade, em operação na vida real. Os resultados das análises de dados dos componentes principais são mostrados em uma interface de exibição. “Os painéis fotovoltaicos atualmente incorporados ao projeto oferecem um pico de produção de 312 kWp e, graças à sua conservação de cerca de 100 toneladas métricas de CO2 por ano, reduzem substancialmente a pegada de carbono da nossa empresa”, diz Pollhammer, destacando um aspecto importante da sustentabilidade. 

Tecnologia 5G para comunicações na microrrede

Além das especificidades do projeto acima descrito, destaca-se a instalação piloto planejada para comunicação entre os ativos da microrrede. Ela usará uma rede de campus de Pre5G, o que significa que uma faixa de frequência dedicada estará disponível para comunicações de microrrede. As informações podem, portanto, ser trocadas com segurança entre os controladores e  tags ou pontos de carregamento com uma taxa de dados garantida e pequenos atrasos. “Trabalhando com nossos parceiros Nokia e A1, estamos mostrando como as microgrids irão alavancar os benefícios da tecnologia 5G no futuro e como elas podem ser implementadas com cabeamento aéreo mínimo e tempos de transmissão curtos”, diz Brandauer.

 

06/02/2020

Créditos das imagens: Siemens AG

Inscreva-se na Newsletter

Mantenha-se sempre atualizado: tudo que você precisa saber sobre eletrificação, automação e digitalização.