Controle de Energia Inteligente

CONTROLE DE ENERGIA INTELIGENTE

Universidade Estadual do Maranhão – UEMA

Centro de Ciências Tecnológicas – CCTEngenharia da Computação – EngComp

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ROTEIRO

1 – INTRODUÇÃO 2 – LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE 3 – MOTIVAÇÃO 4 – APLICAÇÕES 5 – APLICATIVO 6 – CONCLUSÕES PARCIAIS 7 – REFERÊNCIAS

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INTRODUÇÃO Este projeto tem como objetivo reduzir os gastos

de energia através do monitoramento do consumo de energia em tempo real de acordo com o Sistema de Bandeiras Tarifárias, alertando o consumidor do consumo de cada período;

E para trabalhos futuros ou aprimoramentos do sistema teríamos uma estipulação de limites de gastos propostos pelo usuário sendo que o aplicativo o alertaria se esse limite seria atingido de acordo com cálculos baseados em seu consumo diário, assim dando dicas de como o consumidor poderia reduzir esse consumo e consequentemente o custo do serviço.

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LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE

Segundo (PAULA, G. J. 2013) a energia elétrica é de suma importância no mundo atual e que o desperdício da mesma impacta tanto diretamente na vida do consumidor quanto no meio ambiente a sua volta;

Propõe então um medidor de demanda de energia elétrica, possibilitando a medição, a visualização dos dados de consumo, tanto local como remotamente via web, auxiliando no controle das cargas residenciais e consequentemente na redução do consumo e desperdícios desnecessários.

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LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE

Também segundo (TEIXEIRA, L. L. 2009) o problema da obtenção e consumo e energia tem se tornado um problema mundial, e que técnicas tem que ser modeladas e ajustadas para o melhor consumo possível.

Então é proposto o sistema que possa atualizar e monitorar o consumo de energia elétrica em tempo real para a conscientização do consumidor e para melhores estratégias de consumo;

Com conceitos de medição e simplificação das medidas adotadas e com o auxílio de um microprocessador é possível fazer o proposto e para a distribuição de dados uma rede local é necessária para a transmissão ao dispositivo receptor dos dados;

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LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE

O Open Energy Monitor ou Monitor de Energia Aberto, é um projeto 100% open-source dedicado a criar uma “ferramentas de monitoramento” de energia para ajudar a entender o uso de energia, nossos sistemas energéticos e o desafio da energia sustentável;

Um projeto que traz toda a teoria que se necessita para o início e o acompanhamento de um projeto desse estilo e também circuitos e muito software pronto para ser utilizado.

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LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE

O Sistema Brasileiro de Multimedição Avançada - SIBMA, que visa automatizar a medição de energia elétrica à distância, desde a concessionária, sem a presença humana.

O SIBMA é um protocolo de comunicação aberto e padronizado que permitirá a integração dos medidores aos sistemas de telemedição das distribuidoras de energia.

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LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE

O medidor inteligente WEG irá possuir essa comunicação Dual-phy integrada e estará preparado para se comunicar com a infraestrutura de comunicação Cisco.

A solução integra as tecnologias de radiofrequência, que transmite as informações por meio de rede sem fio (RF MESH 6LowPAN) – e PLC (Power Line Communication) – que utiliza a própria rede elétrica para transmissão de dados do medidor.

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LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE

A Universidade Federal de Itajubá (Unifei), na qual um receptor é conectado ao circuito elétrico a ser monitorado e outro fica ligado a um computador e o consumo é controlado pela internet;

Industrial;

Para o consumo de água, o receptor é instalado no registro do imóvel (semelhante aos hidrômetros) e mostra o consumo em litros por segundo, além do gasto total de água em metros cúbicos.

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LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE

Figura 1- Monitor de Energia da Unifei.

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MOTIVAÇÃO Com as altas taxas impostas a cada consumidor

hoje em dia para qualquer serviço, nos vemos obrigados a economizar em qualquer serviço;

Pensando nisso, percebemos o quão caro é o serviço de distribuição e consumo de energia elétrica, assim propomos um sistema de medição e alerta para os consumidores baseados na utilização de um microcontrolador de baixo custo aliado com um sistema operacional para celulares de acordo com a bandeiras tarifárias vigentes a cada período de medição;

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APLICAÇÕES O Controle de Energia Inteligente será divido

em 3 (três) categorias:

1. Medição de Energia

A medição do consumo de energia será feita através do sistema embarcado (Arduino) em conjunto com os sensores de tensão e corrente;

No próprio embarcado, serão realizado os cálculos da potência e armazenados em variáveis;

Opcional: Mostrar em Display Led 16x2, valores da potência e o do consumo em kWh.

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APLICAÇÕES

Figura 2 – Disposição do sensor de corrente.

Arduino

Sensor de Corrente

Display Led 16x2

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APLICAÇÕES

Figura 3 – Disposição do sensor de tensão.

Arduino

Sensor de Tensão

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APLICAÇÕES 2. Transmissão de Dados

A tecnologia de conexão utilizada será wireless (entre Smartphone e o Roteador), ligado ao Ethernet Shield (que fornece suporte a rede TCP e UDP) por um cabo de rede RJ45, que esta conectado ao Arduino;

O aplicativo envia requisições ao arduino via rede wireless, o arduino processa a requisição e executa a função.

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APLICAÇÕES

Roteador Ethernet Shield

Aplicação

Figura 4 – Comunicação entre Roteador, Arduino e Smartphone.

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APLICAÇÕES 3. Processamento dos Dados

Nesta etapa, o aplicativo desenvolvido para plataforma Android, receberá os dados (variáveis) processados no arduino e apresentará somente o conteúdo relevante ao cliente;

Por meio de botões devidamente implementados no aplicativo em interface simples, o usuário deverá escolher a bandeira tarifária de acordo com o dado apresentado pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) e escolher quais resultados deverão ser apresentados em tela.

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APLICAÇÕES

Bandeira Tarifárias

Opções de Resultados

Resultados

Figura 5 – Esquemático da interface do aplicativo.

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APLICAÇÕES

Figura 6 – Disposição geral do sistema de monitoramento.

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APLICATIVO Linguagem:

Para a leitura dos dados será utilizado a linguagem padrão do arduino, que é baseada em C/C++, recebendo os valores de corrente e tensão e armazenando os valores para enviar a todo o sistema;

Para o processador dos dados será utilizada a linguagem JAVA, para a plataforma Android, com as variáveis devidamente recebidas pelo arduino e executando seus comandos previamente determinados.

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CONCLUSÕES PARCIAIS O medidor proposto facilita a visualização dos

dados e possibilita um melhor acompanhamento do consumo de energia;

Possibilita uma melhor forma de consumo e menor desperdício de energia;

É possível fazer a visualização remota dos dados, com a ajuda do aplicativo;

Relação final custo beneficio do projeto se mostra totalmente satisfatória no atual cenário de preços das tarifas de energia elétrica.

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REFERÊNCIAS PAULA, G. J. Medidor de Demanda de Energia

Elétrica Residencial com Acesso Remoto. CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA- UniCEUB. 2013.

TEIXEIRA, L. L. Medidor de Energia Eletrônico. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 2009.

Open Energy Monitor. Disponivel em: http://openenergymonitor.org/emon/ . Acesso em: 20 de Setembro de 2015.

Centro de Estudos e Sistemas Avançados do Recife (C.E.S.A.R). SIBMA – Sistema Brasileiro de Multimedição Avançada. Recife – PE. Dezembro de 2013.

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OBRIGADO!