Luis Seca - INESC

DA PRODUÇÃO DE CONHECIMENTO À INOVAÇÃO DE BASE CIENTÍFICA

Investigação e Desenvolvimento Tecnológico

Transferência e Valorização de Tecnologia

Formação Avançada

Consultoria

Pré-incubação de empresas de base tecnológica

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Institucional

ESTATUTO JURÍDICO

Capital = 1.250.000€

40%36%

18%

4%2%

• Associação privada sem fins lucrativos

• Instituição de Utilidade Pública, desde 2001

• Reconhecida com estatuto de Laboratório Associado em 2002 pelo Ministério

da Ciência

• Classificação de “Excelente” atribuída

pela Comissão Internacional de Avaliação

do Ministério da Ciência

U.Porto INESC FEUP FCUP IPP

NºS IMPORTANTES

Capital = 1.25 M€

Vol. Atividade = 11.5 M€ (2011)

Unidades de I&D= 7

Colaboradores = 595

• I&D = 542 (PhD = 159)

• Serviços de Apoio = 53

Redes Elétricas Inteligentes ao Serviço da Prosperidade Renovável

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Perfil de atividade na cadeia de valor

Produtos, consultoria,

patentes, licenciamento,

empresas spin-off

Recursos Humanos altamente

qualificados

Produção básica de conhecimento

Projetos de investigação aplicada

Transferência de tecnologia, valorização

Desenvolvimento

Artigos em revistas científicas, teses

Artigos em revistas científicas, artigos para conferências,

modelos

Artigos para conferências,

protótipos

Metáfora da cadeia de produção de conhecimento-valor: nós concretizamos


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O caso das redes inteligentes (smart grids)

RESULTADO

Consórcio liderado pelo maior fornecedor de energia português (EDP), que inclui 4 parceiros industriais. O INESC TEC é a única instituição de I&D a definir as especificações técnicas

Desenvolvimento de uma solução e tecnologia nacionais competitivas para exportação

Projeto piloto para uma Cidade Inteligente (Smart City): Évora – 33.000 consumidores usam tecnologia Smart

Grid

AÇÃO

•4 projetos europeus, 3 projetos FCT

•Desenvolvimento de vários contratos nacionais de desenvolvimento e consultoria com um significativo apoio financeiro por parte da indústria

•Um importante projeto industrial: INOVGRID

Relevância Social da Investigação


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Áreas de Atividade

•Planeamento e funcionamento de Sistemas de Energia, Modelação de

carga, Fiabilidade

•Análise dinâmica de segurança, Integração de geração embebida

•Sistemas isolados

•Controlo de geradores eólicos e previsão eólica

•Redes Inteligentes, Microgeração e Micro-redes

•Redes de distribuição ativa

•Regulação e mercados elétricos

•Apoio à Decisão Multicritério, Fuzzy Sets e Inteligência Computacional

aplicada aos sistemas de energia

Sistemas de Energia


Source: IEA 2010


Contribuição Esperada das Fontes Renováveis

• Alguns cenários: Perspetivas para a produção renovável

7Redes Elétricas Inteligentes ao Serviço da Prosperidade Renovável

Fontes Renováveis

• Tecnologias estabilizadas


Fontes Renováveis

• Algumas tecnologias prometedoras


Que se pode referir em termos de energia primária…

Torna-se evidente que os edifícios (residenciais e públicos) são o setor com maior utilização de energia…

Use of primary energy per sector - Source: EES (MIT-Portugal)

Redes Elétricas Inteligentes ao Serviço da Prosperidade Renovável 10

As perdas no transporte são muito significativas…

Source: “What You Need to Know about Energy – The National Academy of Sciences

Ganhos locais em eficiência sãomuito mais eficazes do que

ganhos centralizados


O que tem de mudar nas redes elétricas?

• Principais forças a condicionar o desenvolvimento dos Sistemas Elétricos de Energia:

1) Questões Ambientais: cumprimento das metas definidas no protocolo de Quioto (redução de emissões substituindo geração fóssil por geração limpa, redução das perdas nas redes elétricas), aumento da responsabilidade social e sustentabilidade, minimização dos impactos visuais e uso da terra

2) Substituição de Infraestruturas Antigas de Rede (geração e linhas/cabos) 3) Segurança de Abastecimento4) Aumento da Qualidade de Serviço (mais automatização e controlo remoto)5) Liberalização dos Mercados de Eletricidade (energia e serviços)

1) Integração de Fontes de Energia Renovável, explorando tecnologias limpas2) Gestão Eficiente das Redes Elétricas3) Gestão Ativa de Consumo (aumentando a eficiência)



• Novos paradigmas estão a ser desenvolvidos

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A gestão das redes elétricas tem de deixar de ser passiva e passar a ser ativa!

Paradigma de controlo da Produção Distribuída

Yesterday Tomorrow: distributed/ on-site

generation with fully integrated network management

Storage

Photovoltaicspower plant

Windpowerplant

House with domestic CHP

Powerqualitydevice

Storage

Central power station

House

FactoryCommercial

building

Local CHP plant

Storage

Storage

Powerqualitydevice

Flow

Control

Breaking the Rules

Trans mis s ion Network

Dis tribution Network


A Rede Elétrica do Futuro

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Fonte: “Smart Grids – Vision and Strategy for Europe’s Electricity Networks of the Future”


• Desafios técnicos…Gestão integrada de recursos distribuídos

Ch

argi

ng

rate

Ch

argi

ng

rate

Power

Reduce load

Reduce load

Max

.

Min

.

Power

Increase load

Increase load



O que tem de mudar? Eficiência Energética

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100 % Oil / Gas

exchange of electrical energy

100 %

power

station

50 % electrical energy

50 %

unused

waste heat50 % fossil fuel

Até agora:

• Produção centralizada de eletricidade

• Produção descentralizada de calor

No futuro:

• Produção combinada e descentralizada de eletricidade e calor (co-geração)

Redução de 1/3 no consumo de fontes de energia fóssil!


A visão futurista da micro-geração nas casas

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O que tem de mudar? Gestão Ativa de

Consumos

• Possibilidades contratuais– Preço de energia em tempo-real– Contratos especiais para cargas controláveis (disponibilidade

para resolver problemas técnicos na rede)

• Possibilidade de gestão de consumos– Corte da ponta através de:

� Preço em tempo-real� Cargas controláveis

– Desvio de consumos através de:� Preço em tempo-real� Armazenamento� Deslastre de carga


• Atualmente, a contagem de energia em BT é realizada numa base mensal através de um procedimento caro e que envolve intervenção humana

• A extensão dos conceitos de mercado de energia para o consumidor de BT requer uma abordagem mais eficaz para medição em tempo-real envolvendo:– Tele-contagem– Estimativa dos perfis de consumo dos consumidores

Tele-Contagem – O Projeto InovGrid


• Em complemento à possibilidade de tele-contagem, as principais vantagens da utilização de contadores inteligentes (Energy Box) são:

– Vai permitir a adoção de estratégias de gestão ativa de cargas

– Vai permitir a poupança de energia através da utilização de estratégias avançadas de gestão de consumos domésticos

– Vai permitir uma detecção rápida de perturbações na rede elétrica � Melhoria na Qualidade de Serviço

– Vai ajudar a gerir a micro-geração

Tele-Contagem – O Projeto InovGrid

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Trilhar o caminho rumo às Redes Elétricas Inteligentes (Trilhar o caminho rumo às Redes Elétricas Inteligentes (Trilhar o caminho rumo às Redes Elétricas Inteligentes (Trilhar o caminho rumo às Redes Elétricas Inteligentes (SmartSmartSmartSmart GridsGridsGridsGrids))))


Arquitetura do Projeto InovGrid


Arquitetura do Projeto “InovGrid”

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DDDDistribution

TTTTransformer

CCCControl

EEEEnergy BBBBox


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Conclusões

• Uma integração eficiente em larga escala de recursos energéticos distribuídos requer o desenvolvimento de um conjunto de novas soluções técnicas e regras operacionais onde as tecnologias de informação e comunicação (ICT) desempenharão um papel fundamental:

– É necessário um nível de gestão inteligente e central sobre o planeamento e a operação do sistema (incluindo a possibilidade de reforço de infraestruturas de rede)

– É essencial uma cooperação entre todos os agentes envolvidos (operadores de sistema, mercados de energia e consumidores finais)

– É fundamental definir novos requisitos técnicos para um funcionamento robusto e seguro do sistema

• Benefícios para a sociedade (menos tangíveis, relacionados com as políticas energéticas):

– Diversificação das fontes de energia primária / redução da dependência externa de energia

– Redução das emissões de CO2

– Potenciais benefícios económicos (novas atividades económicas, aumento na criação de empregos, melhorias na coesão social e sustentabilidade ambiental)


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