Enquanto investigadora da Universidade de Carnegie Melon (CMU) coordena o projecto DyMonDS - Sistemas Inteligentes de Distribuição suportados em Monitorização e Decisão Dinâmica, está a ser desenvolvido em articulação com cientistas e universidades portuguesas, ao abrigo do Programa CMU Portugal, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia. A EDP já terá mostrado interesse em adoptá-lo.

Para o projecto Green Islands estudou a rede eléctrica e as características da procura nas ilhas dos Açores, especialmente nas Flores e em São Miguel. Que problemas encontrou?
Em São Miguel existe uma central termoeléctrica antiga no meio da ilha, que usa combustível caro e poluente. Queríamos ver se é possível utilizar menos este combustível e instalar parques eólicos e solares, para fornecer energia limpa aos consumidores. A questão era: como se controla todo o sistema, de modo a que, mesmo quando o vento não sopra, possamos fornecer energia o mais limpa possível?

Nas Flores há uma mini-hídrica, na qual é possível controlar a energia produzida, através da barragem. A energia da central convencional também é facilmente controlável, mas com o vento ou o sol não é assim. No entanto, é possível prever o vento, com um dia ou uma hora de antecedência, e depois agendar a distribuição de energia para que o fornecimento seja exactamente o necessário.

A previsão meteorológica é essencial?
Sim, muito. Quanto mais exacta for a previsão, menores serão as diferenças entre o que a central produz e o que o consumidor precisa. Porque essa energia tem que ser armazenada rapidamente e isso é muito caro. Quanto melhor prevermos e agendarmos o que conseguimos controlar, menos dispendioso é o armazenamento necessário para equilibrar o fornecimento aos clientes quando o vento não sopra.

Que ferramentas são necessárias?
Algoritmos, basicamente. Precisamos de fazer a previsão e optimizar a quantidade de energia cujo fornecimento pode ser agendado com base nessa previsão.

Isso é possível apenas com o vento ou também com outros recursos?
O vento foi a nossa preocupação porque é o maior recurso em São Miguel e nas Flores. Mas também funciona com a energia solar.

No livro The Tale of Two Low-Cost Green Azores Islands abordamos primeiro o que acontece se aplicarmos estas tecnologias apenas às energias convencionais. Depois comparamos com o que acontece se agendarmos duas variáveis: a energia eólica e a procura. Neste caso propomos a gestão de armazenamento adaptado (ALM), ao contrário do que é feito actualmente pelas companhias eléctricas. Estas utilizam o controlo de armazenamento directo, em que há uma tarifa e o cliente concorda com interrupções pontuais do fornecimento. Com o ALM, o consumidor diz, com um dia ou uma semana de antecedência, que quer consumir determinada quantidade de energia e que está disposto a pagar x por ela. A escolha é do cliente e, com essa informação, a empresa controla o fornecimento de energia.

Esse sistema já está a funcionar?
Até agora apenas simulámos nas duas ilhas. O próximo passo é desenvolver o software no centro de controlo (da Electricidade dos Açores) em São Miguel e também do lado dos consumidores. Temos que ver também como se pode fazer a automação dos geradores nos sistemas de controlo, para a energia cuja produção não é previsível. As tecnologias de informação vão ajudar a equilibrar o sistema sem usar obrigatoriamente as centrais tradicionais. E assim é possível reduzir a factura de energia do consumidor e a poluição.

Quando falamos de trocas de informação, os consumidores ficam preocupados com as questões de segurança. Mas é muito seguro, porque o cliente não tem que dizer exactamente quais os equipamentos tem em casa, apenas diz de quanta energia precisa, em que intervalo.

Imagine que o consumidor faz uma previsão para uma semana, e depois precisa de mais do que disse inicialmente. O que acontece?
É uma boa pergunta. Por exemplo, se tiver um frigorífico não pode comprometer-se com um dia de antecedência, porque o frigorífico arrefece e aquece no espaço de uma hora. Por isso apenas faz sentido que os consumidores digam se têm mais ou menos temperatura no frigorífico com apenas uma hora de antecedência. Com os ares condicionados, que não existem em grande número nas ilhas, pode-se fazer uma previsão mais alargada no tempo. A ideia é que o consumidor cumpra aquilo com que se comprometeu. O sistema está baseado numa troca interactiva de informação e na confiança de que as diferentes partes vão fazer o que disseram. De vez em quando pode-se fazer uma auditoria, mas a forma como podemos reforçar essa confiança ainda é uma questão em aberto.

É possível sair do “laboratório” Açores?
O que fizemos nos Açores não é exclusivo para as ilhas. Estamos também a falar com os responsáveis da EDP. O modelo em que estamos a trabalhar, designado DyMonDS, está pronto para ser aplicado. No fundo, queremos ter um modelo em que, perante um determinado sistema de distribuição de energia, se possa analisar as características dos clientes e dos recursos disponíveis, e decidir que informação é necessário trocar, a que nível, de modo a que o sistema seja mais sustentável.

Na nossa investigação levantamos uma questão: será que os veículos eléctricos funcionariam nas ilhas? Concluímos que sim, se optarmos pelo carregamento inteligente, que passa exactamente pela previsão meteorológica e pelo agendamento de modo a que, ao longo do tempo, se possa minimizar o custo da energia. Basicamente, o utilizador não carrega o veículo só quando precisa, planeia carregá-lo com um dia de antecedência.

Não será difícil para um consumidor prever quando é que vai carregar o veículo?
Tudo assenta na correcta troca de informações. Isto não vai ser feito directamente pelo consumidor, haverá um software instalado no sistema eléctrico da habitação, que activa e desactiva o termostato, tendo em conta o sinal do operador. Se este envia um sinal a dizer que vai haver muito vento, o software faz o ajuste e decide que o veículo deve ser carregado nas próximas 24 horas, de forma a conseguir reduzir custos e permitir o equilíbrio do sistema de energia. É isto o carregamento inteligente de veículos, por oposição ao carregamento rápido, que é aquele em que toda a gente carrega a bateria ao mesmo tempo e há um pico de energia. O projecto da CMU visa perceber como incorporar o software DyMonDS no sistema da habitação.

Será caro?
De forma nenhuma. O software é barato. O desafio está em perceber quais são as preferências dos consumidores. Muitos investigadores estão a desenvolver este tipo de software mas o que nos distingue é que nós conhecemos a física das ilhas e temos conhecimento para integrar o software na rede. O DyMonDS usa uma tecnologia integrada nos sistemas dos utilizadores da rede mas também na troca de informações que tem de ser feita entre a distribuidora e os utilizadores, para que trabalhem em conjunto.

A rede existente mantém-se?
Sim, a infra-estrutura básica é a mesma mas será equipada com equipamentos inteligentes.

Os veículos eléctricos parecem ter uma grande importância neste processo, mas actualmente em Portugal existem muito poucos, cerca de 900. Acredita que este cenário pode mudar no curto prazo?
É muito provável que sim, no continente. Há sinais de incentivo aos veículos eléctricos. Já existem autocarros eléctricos no serviço de transportes públicos, por exemplo. Se houver um sinal de recompensa aos carros por não poluírem, vai compensar…

O Governo dá actualmente um incentivo à aquisição…
Mas é um subsídio. Não se deve subsidiar, mas sim adoptar um sistema que funcione sempre. Pode-se começar com o subsídio mas depois compensa utilizar estes veículos no longo prazo. E se houver contratos de longo prazo entre os consumidores e as empresas energéticas, há um compromisso e os investidores vão investir nestes veículos. Não vai pagar-se num dia. Mas é assim em todo o lado, os carros eléctricos estão a penetrar lentamente.

A EDP está interessada no vosso modelo?
Eles já mostraram grande interesse. À medida que existem mais recursos distribuídos pelo sistema, como vento, solar ou microgeração, é mais difícil definir que informação deve circular, como coordenar os clientes, como equilibrar o sistema. O mecanismo que eles têm hoje para fazer esse controlo chama-se SCADA (supervisory control and data acquisition), que faz circular a informação desde o operador até à subestação. Mas abaixo disso ninguém sabe o que acontece. O que sugerimos é que devia haver mais troca de informação, e de forma interactiva, incorporada de forma a facilitar a gestão do sistema. Eles estão muito interessados nisso, e já apelidaram o nosso DyMonDS de “o novo SCADA”. Para passar da teoria à prática precisamos da colaboração dos operadores, das empresas, das universidades e dos consumidores.

Esses parceiros são difíceis de convencer?
Eu acho que as empresas querem fazer isto porque é uma oportunidade de negócio. Estamos a criar, no CMU, um simulador que pode mostrar às empresas como funciona, antes de aplicar. E esta é uma grande diferença em relação ao que se tem feito. Acho que é uma oportunidade para os Açores, e para Portugal, para assumir uma posição de liderança neste processo e fazer algo único.

Quando é que o sistema poderá ser aplicado em ambiente real?
Não sei. Talvez aconteça primeiro com a EDP [no continente] do que nos Açores, na verdade. Isto nunca foi feito.

No livro defende que ninguém se pode comprometer com uma determinada capacidade de produção de energias renováveis sem perceber primeiro as características dos recursos existentes e as preferências dos consumidores. Mas não é o que a maioria dos governos tem feito?
Sim, absolutamente. Por razões ambientais era bom ter apenas recursos renováveis, mas dependendo de quando poderemos produzi-los e de quanto custa essa produção, não é óbvio que tenhamos de o substituir por x por cento de renováveis.

Não há muito cuidado na definição das metas das renováveis, não se pensa no que é melhor para o sistema considerando o que os consumidores querem e estão dispostos a pagar, quando custa e quais os benefícios ambientais. Não se pode usar apenas o critério “deve ser tudo limpo”.

No caso dos Açores, o Governo quer ter 75% de renováveis em 2020…
Sim. Na segunda fase deste projecto queremos explorar este aspecto: se o Governo quer mesmo ter 75% de renováveis em 2020, qual a tecnologia necessária? Isto requer o ‘novo SCADA’, novos acordos entre os clientes e os produtores para que a energia seja utilizada da melhor forma. E o mais importante é que isto pode ser feito sem aumentar o preço da electricidade.