Como obter uma maior eficiência e ganho operacional de uma usina solar e ainda ter todo o controle da usina sem precisar estar no local, de forma remota? a nova “Plataforma de Monitoramento de Gerenciamento de Usinas de Solo”, da recém-criada divisão de IA (Inteligência Artificial) da MTR focada em automação, a “TECSCI”, já está realizando esse trabalho e sendo implantada na Usina de Avelar 1e2, da empresa Usinas Brasil Solar (BRS), localizada no município de Avelar, no Rio de Janeiro. A diversidade de equipamentos com diferentes marcas, tipos de sensores e protocolos de comunicação, dentro de uma usina de solo, implica também em diferentes sistemas de monitoramento para controle dos seus principais parâmetros. Com isso, fica muito complicado realizar o monitoramento simultâneo de todos os dispositivos da usina de forma efetiva. A nova plataforma de gerenciamento da MTR-TECSCI reúne todos os equipamentos em um só lugar e com acesso disponível em qualquer hora e lugar do mundo, trazendo uma visão focada nos principais pontos de análise da usina, de forma fácil e intuitiva. O valor do sistema varia conforme a extensão do contrato e a quantidade de Megas monitorados, quanto maior a usina monitorada, menor o valor, ou seja, a gestão de uma grande usina de 10 a 20 Mega com uma operação enxuta. Outro destaque é que o profissional que estará realizando a gestão e o monitoramento da usina na plataforma de operação não necessariamente precisa estar presente na usina, ele poderá estar em qualquer lugar do país, em um centro de monitoramento que poderá centralizar várias usinas ao mesmo tempo e acionar a manutenção de forma remota.
Desde agosto/2023, os clientes da Usina de Avelar 1e2 já contam com a geração de energia limpa e renovável para ser utilizada nos próximos anos. Com 2.560 módulos, potência de 1382,40 kWp (kWac: 1000 kW), a usina terá uma geração média mensal de 169.760 kWh/mês (2.037,12 kWh/ano). De acordo com o cálculo de compensação ambiental da Ludfor, as usinas evitarão a emissão de cerca de 250 toneladas de CO2 ao ano, equivalente a 25.590 mudas de árvores conservadas por 25 anos. Foram investidos R$ 12 milhões no projeto para colocá-las em operação. Avelar conta com um grupo bastante diversificado de clientes/investidores e é composto por condomínios, escritórios de advocacia, ramo de alimentação e centros esportivos. A BRS constrói e viabiliza Usinas Fotovoltaicas (UFVs) de Geração Distribuída em diversas regiões do Brasil. A empresa conta com um pipeline de mais de 50 MW de projetos e com novos projetos sendo desenvolvidos. Além de Avelar, a BRS conta com projetos nos estados do Ceará, Bahia, Goiás, Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo.
A Plataforma de Gerenciamento de Usinas de Solo é um projeto do grupo MTR Solar, uma das maiores distribuidoras e fabricantes de equipamentos para usinas solares do país e já posicionado como um player estratégico na transição energética no Brasil. No mercado solar, a empresa já conta com mais de 1GWp (Gigawatt-pico) instalados, mais de 450 usinas atendidas com mais de 1,8 milhões de módulos instalados e 100MW gerados mensalmente. Até novembro/2023, a MTR já ultrapassou a marca de 1,3GW em equipamentos solares comercializados, um crescimento de 45% em relação ao mesmo período do ano anterior. A meta da empresa para 2023 é de gerar negócios que cheguem a 1,5GW em equipamentos no Brasil e na América Latina: Módulos, inversores, estrutura fixa, tracker, skid de média tensão e cabos de energia.
O foco principal da Plataforma de Gerenciamento de Usinas da MTR-TECSCI é o aumento de geração de energia, através da aplicação da IA identificando uma falha no menor tempo possível e apontar para a equipe de O&M a ação corretiva necessária, dessa forma aumentando o tempo de disponibilidade da planta. O diretor da BRS, Rafael D´Angelo, destaca que o principal fator para implantar o projeto na usina de Avelar foi o custo-benefício a curto prazo para nossos clientes: “Dentro do contexto das usinas de GD, Sistemas Inteligentes desempenham um papel significativo no gerenciamento eficiente desses empreendimentos, melhorando o desempenho, a manutenção e a eficiência operacional. Buscamos extrair o máximo do potencial da usina, mas para isso necessitávamos de uma ferramenta para monitorar remotamente todos os componentes de uma planta solar de GD. Com a plataforma de gerenciamento da MTR-TECSCI, miramos em eficiência, rapidez na resolução dos problemas e redução de custo, aliadas a uma ferramenta visual e intuitiva para nossos clientes investidores. Além do nosso site de Operação e Manutenção, os investidores foram os que ficaram mais empolgados com a possibilidade de acompanhar seus investimentos com muita transparência e em tempo real”. O diretor da BRS ressalta que a Plataforma de Gerenciamento e Monitoramento da MTR-TECSCI é capaz de oferecer funcionalidades avançadas, como o monitoramento remoto com alertas por e-mail, SMS e WhatsApp sobre alarmes de equipamentos e de funcionamento da usina em tempo real. “Estamos prevendo uma economia em nossa operação de no mínimo 10% o que alavancaria o resultado mensal da usina”, completa.
Como funciona a Plataforma de Gerenciamento de Usinas por IA da MTR-TECSCI
O projeto foi criado este ano por uma equipe formada engenheiros especializados em IA e automação, chefiados pelo Dr. Eduardo Aguiar, com Pós-Doutorado pela Université Clermont Auvergne (França), Doutor e Mestre em Engenharia Elétrica pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da UFJF (PPEE/UFJF) e Graduado em Engenharia de Controle e Automação pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), além de ter experiência internacional em projetos de inteligência computacional e automação.
Os dados de todos os equipamentos são coletados pelo Sistema de Monitoramento da TECSCI, incluindo inversores, skids, câmeras, estação solarimétrica, trackers, relés, medidor da concessionária. Com leitura dos dados desses equipamentos a cada 2 minutos, uma usina fotovoltaica gera enormes volumes de dados diariamente, abrangendo diversas áreas:
- Dados de Desempenho dos Componentes: Isso inclui informações sobre o estado dos componentes da usina, como painéis solares, inversores, trackers, eletrocentros, câmeras, relés, entre outros;
- Dados de Produção de Energia: Esses dados registram a quantidade de eletricidade gerada ao longo do tempo, incluindo informações sobre os inversores, eletrocentros e a quantidade de energia injetada na rede;
- Dados Elétricos: Incluem informações sobre corrente, tensão de cada fase e strings da usina em medições frequentes;
- Dados Meteorológicos: Informações meteorológicas, como radiação solar, temperatura, velocidade do vento e umidade, são essenciais para compreender e otimizar a produção de energia solar, além de garantir a segurança e integridade dos equipamentos;
- Dados de Manutenção: Registros de manutenção, histórico de falhas e informações sobre reparos e substituições de componentes.
A Inteligência Artificial é uma ferramenta fundamental para lidar com a complexidade e o volume desses dados. Dentro do Sistema de Monitoramento, com o DashBoard atualizado em tempo real, é possível fazer análise das informações sob a ótica do investidor e do EPCista. Com sua capacidade de processamento extremamente poderosa, além de acompanhar os dados, ela é capaz de auxiliar no gerenciamento das Usinas Fotovoltaicas através de:
– Previsão de Produção de Energia: Analisar dados históricos de radiação solar, condições meteorológicas e desempenho passado da usina para prever a produção de energia futura com alta precisão. Isso permite o planejamento eficiente da distribuição de energia e do rendimento do empreendimento.
– Otimização do Rastreamento Solar: Algoritmos podem ajustar dinamicamente a orientação e inclinação dos painéis solares com base nas condições climáticas e de iluminação solar em tempo real, maximizando a geração de energia.
– Relatórios e Tomada de Decisões: Gerar relatórios automáticos com base em análises de dados, fornecendo informações valiosas para a equipe de gerenciamento da usina e apoiando a tomada de decisões informadas.
– Integração com outros sistemas: Fazendo o controle de estoque e gestão de tickets de manutenção, é capaz de integrar com sistemas de ERP (Enterprise Resource Planning) e acionamento de dispositivos na planta de forma remota dos sistemas locais da planta.
“A implementação de Inteligência Artificial em sistemas de monitoramento de usinas de solo emerge como um desenvolvimento promissor no cenário de energias renováveis. Diante da ascensão acelerada das demandas por energia sustentável e da complexidade inerente aos sistemas fotovoltaicos, a integração de, cada vez mais, soluções baseadas em IA é vista como uma estratégia pivotal para aprimorar a eficiência, a segurança e a sustentabilidade das operações das usinas”, ressalta o diretor da MTR-TECSCI, Eduardo Aguiar.
Essa prospectiva de integração da IA promete revolucionar a maneira como as usinas de solo são monitoradas e gerenciadas, permitindo uma resposta mais ágil e precisa aos desafios operacionais e, simultaneamente, maximizando a produção de energia, otimizando custos e contribuindo para o alcance de patamares inovadores de excelência e sustentabilidade no setor de energia solar. A Inteligência Artificial tem a capacidade de monitorar continuamente o desempenho dos componentes das usinas, identificando de forma assertiva qualquer operação anômala ou alarme em equipamentos e notificando imediatamente o usuário sobre o evento e suas causas.
“Além disso, através da análise do histórico de operação dos equipamentos, almeja-se identificar padrões que sinalizam problemas iminentes, possibilitando o agendamento de manutenções preventivas antes da ocorrência de falhas graves, minimizando assim o tempo de inatividade. Em conjunto com sensores e câmeras, também é possível elevar os padrões de segurança, permitindo a detecção automática de animais, incêndios e invasões e auxiliando na implementação de medidas para minimizar tais impactos”, diz o diretor da MTR-TECSCI.
A análise de custos operacionais realizada pela IA contribuirá para a identificação de áreas nas quais economias podem ser realizadas, seja na manutenção, no consumo de recursos ou na otimização da produção, promovendo, assim, a otimização de custos e aumento de eficiência operacional.
Portanto, a combinação de big data e inteligência artificial nas usinas de solo permite um gerenciamento mais eficiente, seguro e confiável desses empreendimentos, otimizando o uso de recursos e contribuindo para uma produção sustentável de energia solar. Esta aplicação resulta em uma série de benefícios tangíveis: redução de custos, maximização da eficiência energética, aumento da confiabilidade e disponibilidade da usina. O nosso objetivo é, dentro do nosso Sistema de Gerenciamento da TECSCI, concentrar, o máximo possível, todas essas vantagens, garantindo uma solução geral e única.
O prazo para implementação do novo sistema na Usina de Avelar é de estar em operação no inicio de dezembro/2023. A BRS deverá utilizar em outros projetos de UFVs a nova plataforma que já está disponível para implementação em qualquer região do país e da América Latina.
