Autonomous Energy Grids (AEG) é o nome de um projeto que o Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA (NREL) criou 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 entre si e usam algoritmos para encontrar continuamente a melhor condição operacional em resposta à demanda, disponibilidade de energia e preço.
«A rede futura será muito mais distribuída, muito complexa 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, para alcançar o potencial de todas essas novas tecnologias que estão integradas ao sistema energético».
Refinando a teoria
Os pesquisadores dizem que o projeto atualmente é basicamente teórico, com aplicações reais provavelmente em um tempo superior a 10 anos. O projeto começou com um grupo de cientistas que procurou desenvolver métodos de controle e otimização em tempo real para sistemas de energia individuais, e tornou-se a idéia de que esses sistemas de energia individuais, ou «células», se comunicam entre si para formar um sistema que cobre toda a rede.
«A novidade em nossa solução é que abordamos 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 da otimização. O outro problema é que temos condições que variam com o tempo e, portanto, a otimização está mudando 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 Califórnia Bay, por exemplo, já tem mais de 20 milhões de pontos de controle. «Os algoritmos de resolução são necessários a cada segundo», explica a pesquisadora do NREL, Jennifer King.
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 os danos devem ser levados em conta. Organizar a infraestrutura e garantir sua segurança representará outro importante desafio.
Pesquisadores publicaram vários documentos que abordam diferentes áreas como parte do impulso das redes autônomas, e a NREL observa que a Siemens e a empresa de baterias Eaton estão participando do seu trabalho, e que uma cooperativa de energia no Colorado está atualmente implementando técnicas de controle baseado nesses esforços. “Há muitas pessoas trabalhando em pequenos aspectos do projeto. […] Nós vemos isso como uma visão ampla ”, diz Kroposki. «Provavelmente será visto que as primeiras redes desse tipo aparecerão de baixo para cima, começando com hospitais, universidades e comunidades».
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