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Redes Elétricas Inteligentes

Os Sistemas de Energia El√©trica evolu√≠ram consideravelmente nos √ļltimos anos devido a um aumento de fontes de energia renov√°veis, ‚Äč‚Äčvari√°veis ‚Äč‚Äčna combina√ß√£o da produ√ß√£o de eletricidade, onde se exploram recursos energ√©ticos distribu√≠dos de tamanho m√©dio e pequeno. Este movimento de um paradigma centralizado para uma produ√ß√£o descentralizada de eletricidade tem sido acompanhado por uma abordagem centrada no utilizador. Aqui, os consumidores est√£o capacitados e mais conscientes da tomada de decis√Ķes sobre os perfis de consumo de eletricidade.

A capacita√ß√£o dos consumidores est√° a ser facilitada atrav√©s do desenvolvimento e instala√ß√£o em suas casas de contadores inteligentes avan√ßados que permitem melhorar o conhecimento dos Operadores de Redes de Distribui√ß√£o (ORD) acerca do seu sistema. Estes dispositivos sofreram grandes desenvolvimentos nos √ļltimos anos, principalmente com a implementa√ß√£o de uma componente mais completa e ativa de rede chamada Smart Meter, ou Contador Inteligente. Os contadores inteligentes tamb√©m servem como porta de entrada para a comunica√ß√£o bidirecional com os consumidores, pelo que exigem uma infraestrutura de comunica√ß√£o adequada e outras funcionalidades ao n√≠vel da intelig√™ncia e automa√ß√£o de rede, permitindo o surgimento de uma rede el√©trica inteligente mais vasta. 

A diversidade de produção elétrica e o aumento da interatividade nas redes de distribuição exigem uma atitude completamente diferente do ORD e ORT (Operador da Rede de Transporte). Em Portugal, os operadores da rede já perceberam a necessidade de introduzir gradualmente mudanças nos seus sistemas, nomeadamente através da instalação de novas funcionalidades de monitorização e controlo capazes de lidar com a gestão dos subsistemas de rede e produção de energia.

Essas mudanças tecnológicas levaram à conceptualização de regimes de controlo para a operação da rede, incluindo Média Tensão (MT), Produção Dispersa, micro-redes, multi-micro-redes, contagem inteligente, veículos elétricos e dispositivos de armazenamento estacionários dispersos. Além disso, estas mudanças levaram ao desenvolvimento de novos modelos de componentes (ou seja, em que se considera a presença de novos tipos de dispositivos de produção com interfaces eletrónicas de potência), novos sistemas de monitorização e controlo, mecanismos de decisão e de controlo e arquiteturas de comunicação, ferramentas de avaliação e integração de modelos nos mercados, incluindo novos sistemas de remuneração. A maior parte do know-how relacionado com todos estes temas foi incorporado nas atividades de I&D do INESC TEC ou resultou diretamente da cadeia de produção de conhecimento desenvolvida na instituição, de uma forma que vai desde a criação de conhecimentos básicos à aplicação e valorização desse conhecimento.

Do ponto de vista econ√≥mico e social, o desenvolvimento dos conceitos e tecnologias relacionados com redes el√©tricas inteligentes √© exigido pelos modelos de neg√≥cios do pacote energia/clima, definidos ap√≥s o protocolo de Kyoto, onde do lado da oferta espera-se uma explora√ß√£o maci√ßa de fontes renov√°veis ‚Äč‚Äčde energia, em conjunto com um aumento da efici√™ncia de utiliza√ß√£o da energia do lado da procura.

Por forma a enfrentar com sucesso uma implementa√ß√£o maci√ßa de milh√Ķes de novos pequenos agentes ativos (geradores, cargas, dispositivos de armazenamento), ligados principalmente do lado de baixa tens√£o (BT) da rede, est√° prevista uma abordagem sin√©rgica a dois n√≠veis nesta linha de investiga√ß√£o:

a) Reforço do know-how sobre um conjunto de tecnologias fundamentais dentro da área dos sistemas de energia;
b) Alargamento do √Ęmbito da investiga√ß√£o √†s Tecnologias de Informa√ß√£o e Comunica√ß√£o (TIC) por forma a enfrentar desafios emergentes, usando uma nova gera√ß√£o de tecnologias de base.

Conjugando o avan√ßo do estado da arte na √°rea das TIC com as principais tecnologias em sistemas de energia permitir√° alavancar um conceito de redes el√©tricas inteligentes s√≥lido e maduro, com solu√ß√Ķes inovadoras, seguindo orienta√ß√Ķes de I&D como:

1. Arquiteturas de referência na área das de redes elétricas inteligentes e conceptualização de blocos funcionais inovadores;

2. Modelização e ferramentas para a microgeração em larga escala e utilização de Veículos Elétricos, incluindo uma resposta ativa à procura;

3. Abordagens avan√ßadas e ferramentas para otimiza√ß√£o e tomada de decis√£o com m√ļltiplos crit√©rios;

4. Solu√ß√Ķes de TIC espec√≠ficas para redes el√©tricas inteligentes;

5. Tecnologias de sensorização avançadas;

6. Armazenamento estacionário para redes elétricas inteligentes;

7. Energia e serviços inovadores auxiliares de mercado, incluindo novos regimes de regulamentação;

A agenda de investiga√ß√£o vai exigir tamb√©m o desenvolvimento prot√≥tipos com novas abordagens e dispositivos de controlo, como parte de uma solu√ß√£o de gest√£o integrada. Estes testes laboratoriais servir√£o tamb√©m para demonstrar e transferir tecnologia para a ind√ļstria. Esta linha de investiga√ß√£o explorar√° as instala√ß√Ķes laboratoriais que estar√£o dispon√≠veis, como resultado do financiamento do ON2 √† ‚ÄúInfraestrutura Tecnol√≥gica de Energia Sustent√°vel‚ÄĚ que o INESC Porto construiu.

O desenvolvimento desta linha de investiga√ß√£o sobre redes el√©tricas inteligentes ir√°, portanto, servir para formar recursos humanos, refor√ßar e criar uma capacidade de I&D, com compet√™ncias multidisciplinares adequadas para responder √†s necessidades da ind√ļstria nacional e internacional nesta √°rea.

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