Conetividade nos edifícios inteligentes dentro das operações comerciais

2017-07-25

Estratégia inteligente

A automatização dos edifícios representa uma grande oportunidade de crescimento para os fabricantes de quadros elétricos. As novas tecnologias fazem da renovação e modernização dos disjuntores de potência uma ação inteligente.



As empresas necessitam de formas inteligentes para poupar energia e reduzir os custos operacionais. A automatização dos edifícios é a solução mais racional: ligar tudo a um potente sistema central de controlo, recolher dados operacionais e identificar possíveis poupanças. O grande desafio para a maioria dos utilizadores é a grande complexidade de fazer o nivelamento de carga.
A resposta está no upgrade dos disjuntores principais dos quadros elétricos para equipamentos mais inteligentes o que também os torna mais competitivos.

A maioria das empresas, atualmente, estão empenhadas em controlar de forma detalhada, o consumo de energia nos seus edifícios, e têm ao mesmo a preocupação da sustentabilidade ambiental, mas sobretudo a grande necessidade de gerir de forma eficaz os custos. Para isso a monitorização automática das cargas, com base na energia consumida, é a solução fundamental.

O objetivo destes sistemas de monitorização passa por ajustar a necessidade de potência ao evitar uma operação não coordenada das cargas. Num dia quente de verão, se todos os aparelhos de ar condicionado começarem a funcionar ao mesmo tempo irão provocar picos de consumo e eventuais problemas no fornecimento de energia.

Para evitar exceder os limites contratados com os fornecedores de serviços de energia elétrica, os gestores das instalações podem ter necessidade de aumentar os limites iniciais; e consequentemente aumentam os custos. Em alguns casos a resposta é a instalação de um grande número de dispositivos de controlo. Quantas mais cargas existirem para serem geridas, mais complexa se torna a instalação elétrica. Isto poderá significar um elevado investimento inicial tendo em conta a complexidade e o tempo extra requerido para conceber e executar a solução.

A eletricidade faturada pelas companhias elétricas é geralmente composta por uma tarifa constituída por duas partes, uma das partes depende da necessidade de potência (kVA ou kW), e outra parte que depende do consumo efetivo da energia elétrica (kWh) durante o período de faturação. Outro dado importante é também o registo e faturação ao utilizador da energia reativa, uma vez que esta situação afeta a carga das linhas elétricas.

As companhias elétricas podem utilizar tarifários para influenciar o consumo do utilizador final como: tempo de utilização das tarifas, penalizações ao exceder a necessidade máxima permitida, tarifas noturnas, concessões, entre outros. A partir do momento que os custos com a procura façam parte de uma parcela considerável da fatura existe uma necessidade real da gestão de cargas integrada para garantir um controlo eficaz.

A ABB está na vanguarda do desenvolvimento desta área. A empresa está a introduzir formas inovadoras para tornar mais simples os fabricantes de quadros elétricos oferecerem formas de poupanças reais de energia aos clientes finais, através de disjuntores mais inteligentes e sistemas conetados.

Integrado no ABB Emax 2, o primeiro disjuntor inteligente do mundo, o Ekip Power Controller, trata-se de um sistema de monitorização fácil de utilizar. O sistema foi concebido para limitar o consumo médio de energia em qualquer intervalo de tempo definido para um valor máximo pré-determinado. O resultado é uma forma eficaz de assegurar que um edifício permaneça dentro dos seus limites contratuais de potência.

O algoritmo patenteado da ABB ajuda o responsável pela gestão do edifício a identificar as cargas não prioritárias que possam ser desligadas, e durante quanto tempo. Estas cargas são assim religadas desde que o algoritmo calcule que a necessidade média de potência identificada pelo contrato de serviço não seja excedida.

As cargas térmicas e de refrigeração em ambientes industriais e cargas AVAC em edifícios residenciais e comerciais são, muitas vezes, os candidatos mais óbvios. Estas cargas podem geralmente trabalhar numa determinada gama de temperatura e podem tolerar alguns desvios em relação ao valor mais apropriado. Isto torna possível reduzir ou aumentar a potência requerida pela instalação sempre que necessário, com um impacto limitado sobre o desempenho.


Como o Ekip Power Controller é compatível com a gestão inteligente de edifícios?
    1. Controlo até 15 cargas e/ou geradores através de um único disjuntor Emax 2.

    2. Fácil implementação uma vez que cada carga/gerador é controlado através de um disjuntor, interruptor-seccionador, contactor ou pelo seu próprio circuito de controlo.

    3. Operação simples a partir de alguns parâmetros individuais que devem ser estabelecidos no relé Ekip do Emax 2.

    4. Compatibilidade com qualquer tipo de carga/gerador graças à possibilidade de uma configuração específica dos tempos de trabalha/não trabalha de cada uma.

    5. A criação de programas para controlo lógico por PLCs ou computadores (PCs) não é exigida uma vez que o software para a aplicação já se encontra implementado nos relés Ekip.

    6. Gestão/controlo da energia consumida excede o limite definido para longos períodos de tempo, resultando numa consequente redução do risco de mau funcionamento devido a sobrecargas e tensões nos componentes da instalação elétrica.

    7. Graças aos modos de funcionamento do algoritmo, o Ekip Power Controller é menos sensível a uma pequena absorção de elevada potência quando comparado com os sistemas que apenas utilizam potência instantânea como um parâmetro.

    8. Graças ao sistema de feedback sobre as medições de energia consumida não é necessário conhecer dados detalhados de cada carga (curva do tempo de energia, entre outros).

    9. Não há necessidade de medir a potência em tempo real para cada necessidade de carga controlada, uma vez que a medida da potência total absorvida pela instalação é suficiente. Apenas é desligado o número mínimo de cargas para ficar dentro dos limites de potência contratuais.

    10. A religação de cargas é conseguida de forma inteligente para evitar picos de corrente.



A iluminação pode ser gerida de forma semelhante. Ao reduzir a intensidade de iluminação de um grupo de lâmpadas, por exemplo, pode ser mantido o nível mínimo de iluminação definida pelo projeto. Em certas instalações, o arranque dos motores ligados a bombas, como as bombas de circulação das piscinas, pode ser adiado. Os sistemas de carregamento para veículos elétricos podem ser geridos através da modulação da energia absorvida pelas baterias durante curtos períodos de tempo.


Como funciona o Ekip

O algoritmo do Ekip Power Controller consiste em 4 etapas: medição, sincronização, avaliação e gestão de cargas.

O Ekip começa por medir o fluxo de potência total através do disjuntor Emax 2, que implementa a função. Este valor é, de seguida, integrado para obter a energia total. Quando cada intervalo de tempo de referência tiver decorrido, a energia é definida como zero.
Para sincronizar, o algoritmo define os intervalos de tempo em que a potência média é medida com base no relógio incorporado no relé. Um período de 15 minutos é o normal. Em intervalos regulares ao longo de cada período de referência, o Ekip inicia o módulo de avaliação. Também pode ser sincronizado utilizando um sinal externo proveniente de um contador inteligente.

De seguida, o algoritmo do Ekip avalia se a procura é muito elevada com base na energia medida e no tempo decorrido. O facto dos limites médios de potência poderem ser ultrapassados, irá decidir diminuir a configuração existente de carga. Então o sistema decide quais as cargas que serão as primeiras a serem desligadas, dependendo das regras e das prioridades programadas.

A ABB instalou os disjuntores Emax 2 com o controlador de potência Ekip Controller nas suas instalações em Bergamo, Itália. A principal função do disjuntor é o de reduzir a potência total absorvida a partir da rede. Ao facilitar a comunicação e a transferência de dados entre cada um dos 4 transformadores das instalações de Média Tensão/Baixa Tensão, os ajustes podem ser efetuados com base nas necessidades específicas da unidade em determinado momento, reduzindo os custos e aumentando o desempenho.
Ao ter instalado esta tecnologia, o edifício consegue poupar até 400 kW de cargas AVAC com uma poupança de cerca de 11.000 € por ano.

Uma vez que já não é necessário separar os sistemas de gestão de energia dos sistemas de medida tradicionais, os fabricantes de quadros elétricos conseguem poupar imenso espaço na instalação, tempo de montagem, assim como nos custos de mão-de-obra e cablagem. Dependendo do quadro elétrico, a ABB calcula que instalar o Emax 2 pode permitir uma poupança de espaço de 20-30% e pode reduzir os custos de materiais em 20-25%.

A procura no mercado por disjuntores inteligentes e conetados, representa uma oportunidade de crescimento para os fabricantes de quadros elétricos – garantindo que eles próprios possam permanecer competitivos no processo. A ABB acredita que o novo disjuntor Emax 2 irá ajudar os fabricantes de quadros elétricos a dar o primeiro passo.



Ganhos de produtividade

Muitos edifícios, atualmente, estão equipados com várias fontes de energia elétrica: solar fotovoltaica, cogeração, geradores a diesel. O disjuntor Emax 2 protege a geração de energia tal como o sistema de distribuição desde os picos até às necessidades de potência.

O Emax 2, por exemplo, pode oferecer proteção contra uma tensão anormal e condições de frequência variáveis, ao mesmo tempo que monitoriza o fluxo da energia. Para os fabricantes de quadros elétricos isto significa que poderão de deixar de usar relés externos, sensores de corrente, sensores de tensão ou até mesmo analisadores.

Isto também significa um aumento na fiabilidade de toda a instalação. Para a Petroamazonas, empresa petrolífera estatal do Equador, manter um fornecimento contínuo da energia e um processo num período operacional são fatores de sucesso. A ABB forneceu uma solução de gestão integrada e inteligente de energia ao utilizar os disjuntores Emax 2 na empresa.

A tecnologia foi instalada em quatro novas instalações em todo o Equador onde os geradores a diesel fornecem eletricidade para os processos básicos das instalações somo as bombas e perfuradoras.

O Emax 2 da ABB garante uma proteção precisa e tolera o equilíbrio entre o consumo de energia e a fonte de alimentação. Como o único disjuntor do mundo que inclui protocolos, pode integrar-se em qualquer sistema de automação e de supervisão.

O Emax 2 protege a rede de energia, e os seus módulos de comunicação integrados também estão ligados aos sistemas de controlo local da Petroamazonas, garantindo aos operadores um acesso em tempo real dos dados de consumo de energia. Através da função de diagnóstico remoto é possível fazer a ligação à central de inteligência da instalação para manter as operações a funcionar sem problemas através da utilização da manutenção preventiva.

Estima-se que a junção da solução integrada de gestão inteligente de energia irá ajudar a Petroamazonas a obter anualmente uma semana extra de produtividade, através da capacidade da tecnologia de evitar cortes não previstos dos disjuntores.

Sobre a ABB
A ABB (ABBN: SIX Swiss Ex) é uma empresa pioneira em produtos de eletrificação, robótica e automação, automação industrial e redes elétricas, servindo globalmente clientes em serviços públicos, indústria, transporte e infraestruturas. Com mais de 125 anos de história de inovação, a ABB hoje escreve o futuro da digitalização industrial e conduz a Energia e a Quarta Revolução Industrial. A ABB opera em mais de 100 países com cerca de 132.000 funcionários. www.abb.com

    Busca



    ENTRE EM CONTATO