CONTROLE DE ENERGIA INTELIGENTE

Universidade Estadual do Maranhão – UEMA

Centro de Ciências Tecnológicas – CCTEngenharia da Computação – EngComp

2

ROTEIRO

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

3

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.

4

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.

5

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;

6

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.

7

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.

8

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.

9

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.

10

LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE

Figura 1- Monitor de Energia da Unifei.

11

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;

12

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.

13

APLICAÇÕES

Figura 2 – Disposição do sensor de corrente.

Arduino

Sensor de Corrente

Display Led 16x2

14

APLICAÇÕES

Figura 3 – Disposição do sensor de tensão.

Arduino

Sensor de Tensão

15

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.

16

APLICAÇÕES

Roteador Ethernet Shield

Aplicação

Figura 4 – Comunicação entre Roteador, Arduino e Smartphone.

17

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.

18

APLICAÇÕES

Bandeira Tarifárias

Opções de Resultados

Resultados

Figura 5 – Esquemático da interface do aplicativo.

19

APLICAÇÕES

Figura 6 – Disposição geral do sistema de monitoramento.

20

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.

21

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.

22

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.

23

OBRIGADO!