A Altus participa de projetos do setor elétrico há mais de 40 anos, contribuindo com o desenvolvimento de tecnologias de controle e supervisão que sejam capazes de prover soluções para as demandas do segmento. Com um extenso histórico de aplicações criadas para garantir a disponibilidade do parque de geração energética nacional, a alta tecnologia embarcada nas soluções da empresa contribui para a produção de cerca de 15% da energia gerada no País.
Hoje, além de garantir a estabilidade e a operação de tradicionais empreendimentos de geração de energia, como UHEs, UTEs e PCHs, a tecnologia dos produtos Altus também está presente em novos projetos para geração de energia sustentável e renovável.
Entre esses novos projetos está o desenvolvimento de uma solução para implementação de usinas solares flutuantes em ambientes fluviais, como lagos, açudes e barragens. Com instalação sustentável e alto retorno de investimento, este tipo de empreendimento pode ser uma excelente opção de geração de energia alternativa para a indústria nacional.
Nos acompanhe pelos próximos parágrafos e descubra o que é uma usina solar flutuante, como se dá o seu funcionamento e qual o papel da tecnologia Altus. Também iremos falar sobre o mercado energético nacional e outras tecnologias 4.0 para o setor. Boa leitura!
O que é uma usina solar flutuante
Nos últimos anos, a energia solar tem sido uma alternativa muito importante na geração distribuída de energia elétrica, e muitas tecnologias têm sido desenvolvidas a partir dela, ocupando espaço na geração centralizada e englobando grandes centrais elétricas. Entre essas tecnologias estão as usinas solares flutuantes, instalações sustentáveis de baixíssimo impacto ambiental e com alto retorno de investimento.
O funcionamento de uma unidade dessas é semelhante ao de uma usina de geração de energia solar com painéis instalados no telhado ou no solo da propriedade. No entanto, nas usinas flutuantes, os painéis pairam sobre a água. Para isso, elas são acopladas em flutuadores, que garantem que as placas não vão afundar e estarão no ângulo certo para captação da luz do sol.
Esses flutuadores podem ser feitos de Polietileno de Alta Densidade (PEAD), com as estruturas dos PVs em pultrudado de plástico reforçado com fibra de vidro ou alumínio. As estruturas contam, também, com um anel de metal para garantir a integridade mecânica, elétrica e de ancoramento.
Ambiente de exposição da solução no evento
É aí que entra a tecnologia Altus! O CLP XP340, modelo da família Nexto Xpress de controladores programáveis compactos e IoT-Ready, foi o equipamento escolhido para atuar como peça central no sistema de controle da usina. Ele é responsável por controlar os propulsores e a âncora do sistema, permitindo que o conjunto ajuste sua rota para estar na posição de maior eficiência energética para o momento.
Outro produto Altus aplicado no projeto foi a IHM de alto desempenho X2-BASE, equipamento utilizado para controle de deslocamento e supervisão do sistema.
Painel de controle da embarcação
Porque investir em uma usina solar flutuante
As condições do ecossistema brasileiro são extremamente favoráveis em relação ao ambiente necessário para usinas solares flutuantes. De acordo com a Agência Nacional de Águas (ANA), o país tem mais de 420.000 lagos cadastrados no país. Além de muitos corpos aquáticos naturais, o país conta também com diversos reservatórios artificiais devido às áreas ocupadas por represas de usinas hidrelétricas.
Entre os principais benefícios de se instalar uma usina solar flutuante no reservatório de uma hidrelétrica podemos citar a liberação de terras produtivas, a redução da evaporação da água em até 70% e a capacidade de rastreamento, além da facilidade de limpeza da estrutura e eficiência energética.
As temperaturas mais baixas sob a superfície da água também impulsionam a geração de energia solar fotovoltaica. Em áreas suscetíveis à seca ou em hidrelétricas, estes benefícios mostram-se extremamente úteis.
Fontes renováveis são destaque da matriz elétrica brasileira em 2023
A matriz elétrica brasileira é formada pelo conjunto de fontes utilizadas para geração de energia elétrica no território nacional. De acordo com os dados publicados pelo Sistema de Informações de Geração da ANEEL (SIGA), o Brasil possui uma capacidade instalada de 193,9 GW, sendo cerca de 83% desse total composto por fontes renováveis de energia. Estes números fazem com que a matriz energética brasileira seja considerada uma das mais renováveis do mundo.
Os empreendimentos com base hidráulica, como UHEs e PCHs, são responsáveis por gerar a maior parte da energia do país (57%). Entretanto, a energia de fontes eólicas e solares também vêm ganhando destaque nos últimos anos, contribuindo para que a matriz elétrica brasileira siga crescendo de forma sustentável.
Segundo dados publicados pela ANEEL, o Brasil concluiu o primeiro semestre de 2023 com um acréscimo de 5,1 gigawatts na capacidade instalada de geração de energia elétrica. As fontes renováveis foram responsáveis por 3,3 gigawatts deste total, sendo 49,15% oriunda de usinas eólicas e 37,19% de solares fotovoltaicas.
Segunda a agência, das 160 usinas que entraram em operação comercial no período, 67 são de fonte eólica, reunindo 2,3 GW (44,53% do total de 5,1 GW); 59 são solares fotovoltaicas, com 2,2 GW (42,76%); 23 são termelétricas, com 521,4 MW (10,13%); oito são pequenas centrais hidrelétricas (PCHs), com 121,5 MW (2,36%); e três são centrais geradoras hidrelétricas, com 11,4 MW (0,22%).
Para proporcionar mais conectividade, segurança e estabilidade à comunicação aos processos de geração de energia elétrica, novos produtos e tecnologias têm sido desenvolvidas. Nos próximos parágrafos vamos falar sobre algumas dessas tecnologias e os produtos que fazem uso delas.
A tecnologia LoRa e seu uso para melhorar a eficiência energética
LoRa, do inglês Long Range, é uma tecnologia de radiocomunicação de longo alcance e baixo consumo de energia amplamente utilizada em várias aplicações do universo IoT. O protocolo opera através do envio pequenos pacotes de dados, o que agiliza a comunicação. Desenvolvido com base em um padrão aberto, o protocolo é capaz de conectar diferentes dispositivos em uma rede de baixa potência, permitindo que eles operem com eficiência energética e alta capacidade de transmissão de dados.
O uso de tecnologias de comunicação de dados sem fio em sistemas de automação, coleta de dados e telemetria é uma tendência em crescente expansão em especial como uma força motriz das revoluções propiciadas pela Indústria 4.0. As vantagens do uso de tecnologia sem fio são inúmeras e a sua disseminação ainda está abaixo do seu real potencial, principalmente por dúvidas quanto à segurança, estabilidade e confiabilidade neste tipo de comunicação.
As soluções de comunicação sem fio reduzem os custos com cabeamento, instalação e comissionamento, chegando a impactar também a etapa de manutenção, permitindo o acesso a dados que não poderiam ser acessados por tecnologias com fio. O acesso e análise destes dados podem evitar paradas desnecessárias em processos e sistemas, o que aumenta a sua disponibilidade, produtividade e segurança na infraestrutura disponibilizada.
Você pode utilizar a tecnologia LoRa para melhorar a eficiência energética de várias maneiras. Primeiramente, o LoRa permite a implantação de sensores de monitoramento de energia em diferentes equipamentos e processos industriais. Esses sensores podem coletar dados em tempo real sobre o consumo de energia, possibilitando uma visão detalhada e precisa do perfil de consumo da indústria. Com base nesses dados, a empresa pode identificar áreas de desperdício ou ineficiência energética e implementar medidas corretivas.
Além disso, o LoRa possibilita a comunicação eficiente e confiável entre os dispositivos IoT na indústria, como sensores, atuadores e controladores. Isso permite a implementação de sistemas de controle inteligentes, nos quais os dispositivos podem trocar informações sobre o estado de operação, ajustar parâmetros de acordo com a demanda e otimizar o consumo de energia em tempo real.
O uso do protocolo LoRa também oferece a vantagem de uma infraestrutura de comunicação de baixo custo e baixo consumo de energia. A tecnologia de longo alcance permite cobrir grandes áreas industriais com poucas antenas, reduzindo a necessidade de infraestrutura adicional. Além disso, o baixo consumo de energia dos dispositivos LoRa prolonga a vida útil das baterias, eliminando a necessidade frequente de substituição.
Conheça os novos datalogger e gateway LoRa da Altus
Criados para operar nos processos de monitoração e telemetria das mais diferentes áreas da indústria, o Nexto Logger NL717 e o Gateway Lora GW700 chegam para atuar na coleta e transmissão de dados em instalações de geração de energia, estações hidrológicas e meteorológicas, entre outros sistemas que exigem coleta de dados de forma remota. Os novos produtos da Altus utilizam o protocolo de comunicação LoRa, tecnologia de radiocomunicação de longo alcance e baixo consumo de energia amplamente utilizada em várias aplicações do universo IoT.
O Nexto Logger NL717 é um dispositivo de design compacto com alta velocidade de processamento, entradas digitais e analógicas embarcadas, interfaces Ethernet, comunicação SDI-12 e rádio de longa distância LoRa integrados. O produto foi desenvolvido para ser utilizado em aplicações que demandam coleta de dados remota e de alta precisão. Essa acuidade é essencial para monitoração de parâmetros hidrológicos, aplicações de geração de energia solar, irrigação e outros sistemas do agronegócio, em infraestruturas urbanas privadas e públicas, na coleta de dados de sensores para análise e em outras áreas relacionadas à ciência e à monitoração de grandezas físicas.
Além disso, o Nexto Logger pode ser aplicado como um complemento para outras aplicações que utilizam os controladores programáveis da Série Nexto, ampliando a gama de aplicações usando a mesma tecnologia e ambiente de engenharia. Esta é uma grande vantagem para fabricantes de máquinas OEM e integradores de sistemas nestas áreas de aplicações onde é necessária escalabilidade de aplicação.
Projetado para operar nos ambientes mais agressivos e com exposição ao tempo, o gateway LoRa GW700 possui grau de proteção IP67 e, por isso, se adequa perfeitamente tanto às áreas urbanas quanto rurais ou industriais. O sistema também possui um sistema de alimentação com diversas proteções e em conformidade com as principais normas internacionais.
A indústria atual conta com milhares de dispositivos para monitoramento de temperatura, umidade, nível hídrico. Por isso, além de possuir conectividade com dispositivos LoRa desenvolvidos pela Altus, como o datalogger NL717, o GW700 é capaz de interagir com qualquer dispositivo LoRa de mercado. O GW700 também pode ser incorporado em redes com outros gateways, sem necessidade de qualquer adaptação ou equipamento de conversão.
Este nível de recursos e conectividade dá ao produto a flexibilidade necessária para ser implantado não só por operadoras de rede, mas por qualquer pessoa com seus próprios gateways e dispositivos finais. No Brasil já existem redes públicas em que qualquer indivíduo pode expandir a área de cobertura com o uso do GW700 sem comprometer a segurança dos seus dados. Isso é possível pelo fato de que o padrão LoRa possui múltiplas camadas de proteção com criptográfica dentro da rede e dentro da aplicação, de forma nativa.
Robustez e desempenho para o mercado de energia com a UTR Hadron Xtorm
Outro produto de destaque que apresentamos em ambas as feiras foram as unidades terminais remotas da Série Hadron Xtorm, produtos robustos e de alto desempenho para sistema de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Desenvolvidos com base nas normas internacionais IEC 61850 e IEC 61131-3, os produtos Hadron Xtorm contam com funcionalidades de destaque, como redundância de fontes de alimentação, redundância de CPUs em um bastidor, protocolos DNP3 e IEC 61850 (MMS e GOOSE) e atendimento ao submódulo 2.7 da ONS. Por ser uma solução de arquitetura modular, a RTU fornece uma grande variedade de módulos de entradas e saídas que, combinados com sua poderosa CPU 32 bits e um barramento baseado em Ethernet determinística de alta velocidade, atendem aos requisitos de diversas aplicações.
Enquanto fornecedora global para o segmento, a Altus possui grande experiência no desenvolvimento de soluções para o setor de energia nacional. O alto nível tecnológico de nossos produtos e a capacidade de nosso corpo técnico permite à empresa criar soluções inovadoras voltadas para a produtividade e disponibilidade da operação e manutenção de sistemas. Estes fatos credenciam a companhia a aplicar projetos de diferentes magnitudes nas áreas de Geração, Transmissão e Distribuição de energia, além do segmento de energias renováveis.
