Gestão e controlo solar: tecnologias sustentáveis

A energia solar fotovoltaica é destacada no PNEC 2030, sendo um pilar para o alcance das metas de Portugal dos vários compromissos de sustentabilidade. Neste sentido, está prevista a realização de leilões de capacidade que potencialmente permitirão a duplicação da capacidade solar até 2030. Adicionalmente, o Roteiro da Neutralidade Carbónica, apresentado por Portugal, prevê o alcance de uma capacidade de 13 GW de sistemas fotovoltaicos descentralizados.

Significativos desenvolvimentos têm sido feitos nesta temática, contribuindo para a gestão de equipamentos, nomeadamente os home energy management systems (HEMS) no setor doméstico, e os building energy management systems (BEMS) no setor empresarial e industrial. Estes sistemas têm beneficiado do avanço na tecnologia e na capacidade de processamento do hardware de medição e controlo. Esse aumento de capacidade tem permitido o desenvolvimento e aplicação de algoritmos complexos e exigentes tais como algoritmos de otimização de cargas com capacidade adaptativa e autoaprendizagem tais como os integrados no ramo da inteligência artificial, ou deep learning.

Estes algoritmos são capazes de, através de um histórico de dados que represente os vários cenários a modelar, decidir quais os valores nas variáveis de controlo que levarão à otimização de uma certa função de custo. Os algoritmos de deep learning, constituídos por redes neuronais, são amplamente utilizados devido à sua capacidade adaptativa a novos cenários sem a necessidade de serem reprogramados. Outros algoritmos, tais como programação fuzzy, algoritmos genéticos ou árvores de decisão são outros tipos de algoritmos que conseguem responder a estes desafios.

As soluções domésticas atualmente existentes ainda são limitadas, para que o utilizador final consiga usufruir deste tipo de controlo inteligente

A nível empresarial e industrial, no entanto, o mercado dos BEMS é maduro e soluções com capacidade de comunicação KNX, ZigBee e outras, existem para a gestão de vários tipos de cargas nos edifícios, tais como eletricidade, entalpia de sistemas de calor, concentração de CO₂ e humidade para sistemas de ventilação e climatização.

Toda a gestão destes sistemas descentralizados com HEMS e armazenamento requer, portanto, um desenvolvimento na tecnologia de medição e controlo. A existência de dados é transversalmente importante para o seu desenvolvimento. É necessário um conhecimento dos perfis de consumo dos vários equipamentos, o que poderá passar pela comunicação em tempo real, quer através de sensores nas tomadas, quer com hardware de comunicação embutido de fábrica ou ainda, até, através de algoritmia capaz de quantificar os consumos pela análise do consumo total da casa (técnicas como non-intrusive load monitoring – NILM).

As metas de neutralidade carbónica impõem o desenvolvimento destas tecnologias e todo um recente contexto regulatório veio facilitar a instalação de sistemas de autoconsumo nos edifícios: em particular, a criação das Comunidades de Energia Renovável (CER) irá permitir uma gestão mais otimizada de sistemas de autoconsumo pelos diversos utilizadores, gerando benefícios económicos provenientes de sistemas de maiores capacidades partilhados pelos utilizadores.

Paralelamente, a sociedade tem respondido positivamente à adoção de novas tecnologias, contribuindo para uma eletrificação do sistema energético. De facto, por um lado, o setor dos transportes está a apostar na eletrificação dos veículos, com a substituição dos motores a combustão interna pelos motores elétricos com recurso a baterias. Por outro, os sistemas a gás natural começam a ser substituídos por elétricos, como é o caso das bombas de calor para aquecimento de águas sanitárias. Toda esta eletrificação irá incentivar a aquisição de tecnologias fotovoltaicas com sistemas de gestão inteligente integrados em cada edifício. A capacidade de processamento do hardware e a facilidade de comunicação permitirão a interação entre os vários sistemas e a rede elétrica e, por fim, a segurança das transações será presumivelmente assegurada por tecnologia blockchain.