A gestão de energia é um dos principais pilares da Indústria 4.0. A motivação vem de uma combinação de aspectos ambientais, pressões de custos, regulações e mesmo da proatividade de organizações na direção do consumo eficiente de energia e utilidades.
Ademais, a integração de diferentes fontes de geração de energia em um mercado cada vez mais exigente e distribuído, necessariamente contará com tecnologias de gerenciamento capazes de reconhecer, predizer e atuar de forma a garantir qualidade, sustentação e eficiência, inclusive de custos, ao consumo energético.
Sistemas modernos de gestão de energia e utilidades devem ser capazes de explorar um grande volume de dados coletados por diferentes tipos de medidores sobre diversas variáveis de interesse para uma determinada operação industrial, congregando os conceitos acima – monitoramento extensivo, Internet Industrial das Coisas, análises de grandes volumes de dados e eficiência e sustentabilidade – em torno de um objetivo comum, integrado e robusto.
Entenda o conceito de Indústria 4.0 aplicada a gestão de energia nas empresas
A indústria 4.0, também chamada de Quarta Revolução Industrial, é marcada pela era da informação digital. O conceito de indústria 4.0 aplicada ao setor elétrico possibilita a gestão de energia nas empresas para que seja possível agir proativamente no controle de consumo energia, a partir da aplicação de novas tecnologias como IoT e outras soluções inovadoras.
A redução de custos, por meio da otimização de processos e recursos, sem perda de qualidade e capacidade produtiva, é um dos grandes desafios da indústria brasileira e mundial em um ambiente de crescente competitividade. No entanto, o país possui um enorme potencial para se destacar nesta nova economia que envolve ganhos de eficiência, redução nos custos de manutenção de máquinas e consumo de energia.
De acordo com levantamento da Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), a estimativa anual de redução de custos industriais com a adoção de conceitos da Indústria 4.0 na matriz produtiva brasileira poderia gerar uma economia de R$ 73 bilhões ao ano. Já os ganhos de eficiência produtiva correspondem a uma economia de R$ 31 bilhões.
Para isso, é necessário usar a tecnologia a favor da operação. Nesse cenário, a tecnologia da informação se torna parte integral dos processos industriais, e decisões são tomadas de forma automatizada por meio do gerenciamento de um grande conjunto de dados armazenados, trazendo maior agilidade, previsibilidade e confiabilidade para auxiliar na tomada de decisões.
4 importantes conceitos da Indústria 4.0 na Gestão de Energia e Utilidades
Mas para irmos além dos jargões, vamos explorar os principais conceitos e tecnologias relacionados à Indústria 4.0 no contexto do gerenciamento de energia e utilidades.
1. Monitoramento extensivo
O desenvolvimento de tecnologias para instrumentação e monitoramento de processos industriais possibilita a captura de dados em resoluções cada vez maiores, viabilizando análises cada vez mais poderosas. Na gestão de energia e utilidades, medidores físicos (instrumentos) sofisticados são capazes de interpretar grandezas físicas que possibilitam a compreensão dos processos de interesse, monitorando variáveis que vão desde a potência aplicada, por exemplo, até harmônicas que descrevem a qualidade da energia elétrica consumida.
Acompanhando o desenvolvimento tecnológico, os custos de aquisição e instalação de sensores e instrumentos modernos têm se tornado cada vez mais acessíveis, o que permite conhecer extensivamente e em profundidade as características dos processos industriais de interesse, possibilitando a redundância de medições e a obtenção de dados de alta qualidade – essencial para o planejamento, controle e melhoria das eficiência energética e operacional.
2. Industrial Internet of Things (IIoT)
A Internet das Coisas também é mais um conceito amplamente difundido, e se refere a toda uma “rede de dispositivos físicos embarcados com sensores, atuadores, eletrônica e conectividade, possibilitando a integração do mundo físico aos sistemas informatizados”. No nosso contexto, a Internet Industrial das Coisas, termo muitas vezes usado como um sinônimo para a Indústria 4.0, diz respeito à aplicação de tecnologias como Machine Learning e Big Data para explorar dados de sensores, comunicação entre máquinas (M2M) e sistemas de automação para aprimorar processos industriais e de manufatura.
Na gestão de energia e utilidades, a Indústria 4.0 se materializa na conectividade entre instrumentos de medição e toda a arquitetura de automação e informação de organizações industriais, estendendo as capacidades de coleta, comunicação e armazenamento de grandes volumes de dados relacionados ao consumo, geração e transformação de insumos energéticos.
3. Análise de grandes volumes de dados
Aplicações industriais típicas podem envolver milhares de medidores coletando dados em altas frequências, gerando gigabytes de dados a cada dia – em aplicações de qualidade de energia, por exemplo, medidores especializados chegam a amostrar a rede a cada milissegundo.
Essa abundância de dados e a crescente disponibilidade de recursos computacionais, possibilita a aplicação de técnicas específicas de inteligência artificial com o objetivo de promover a predição de variáveis e a identificação de padrões de interesse em diferentes processos industriais.
O desenvolvimento de modelos de predição baseados em dados coletados de operações industriais, pela própria natureza dos fenômenos que os produzem e pelas limitações dos instrumentos que são utilizados para capturá-los, envolvem níveis consideráveis de ruído, e impõem pressões adicionais aos requisitos de volume, variedade, velocidade e veracidade dos dados, comuns a aplicações de Big Data. Algoritmos eficientes para tratamento da qualidade dos dados tornam-se, assim, tão imprescindíveis quanto os algoritmos para construção dos modelos de predição.
No gerenciamento de energia e utilidades, os dados disponíveis podem dar origem, por exemplo, a:
- modelos de predição de consumo energético (ou geração de energia) de operações, a partir de níveis planejados de produção e de outras variáveis de contexto;
- modelos para o aprendizado e o estabelecimento de modos ideais de operação, que promovam níveis efetivos de consumo energético;
- modelos para análise da eficiência energética de processos, a partir da captura de variáveis de entrada e saída e do conhecimento sobre os fenômenos de transformação envolvidos.
4. Eficiência e sustentabilidade
Por trás de todo o investimento em Indústria 4.0 está um objetivo comum: aumentar a eficiência e a competitividade de uma operação. Os benefícios são diretos e carregam o potencial de estabelecer um ciclo virtuoso de investimento, resultado e reinvestimento: mais competitividade se reverte em melhores resultados financeiros; com mais caixa, mais investimentos podem ser destinados à expansão de capacidade, às tecnologias de produtividade, à eficiência operacional e à eficiência energética; a maior eficiência garante menores níveis de emissões de gases de efeito estufa, reduzindo o impacto ambiental, além de melhorar a qualidade do trabalho, ambos impactando positivamente a comunidade.
GESTÃO DE ENERGIA
Por meio de recursos de software, a CC LAPA monitora, controla e gerencia os dados de energia elétrica de sua empresa, na busca de sugestões de economia em sua conta de energia elétrica.
O processo de gestão de energia conta com medições de energia e avaliação técnica; proposta de redução do consumo de energia; apresentação de ações de conservação de energia e soluções de eficiência energética por meio de:
- Avaliação de demanda e consumo
- Análise de Energia
- Excedentes Reativos
- Fator de Carga
- Inspeções
Entre os benefícios da gestão de energia, têm-se:
- Controle no consumo de energia
- Melhor enquadramento tarifário
- Controle sobre energia excedida e redução de multas.
- Adequação quanto aos contratos de demandas
- Correção do fator de potência
Soluções tecnológicas aplicadas a operação das indústrias proporcionam maior eficiência operacional ao longo de toda a cadeia de produção e logística. Dessa forma, torna-se viável obter um maior nível de governança sobre os dados/operação que possibilita velocidade e dinamismo no acesso aos dados operacionais para a tomada de decisão assertiva.