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Big Data Analytics aprimora o setor de energia renovável

by Daniel Carvalho

O sol não envia contas, mas as empresas de energia que utilizam energias renováveis ​​sim. E para manter essas contas mais baixas para todos, a energia verde teve de aproveitar não apenas o vento e o sol, mas também os dados.

A energia renovável costumava funcionar quase às cegas. O vento sopra quando quer, o sol se esconde atrás das nuvens sem avisar e as empresas de energia simplesmente levantam as mãos. O resultado: por vezes excesso de electricidade sem ter para onde ir, por vezes escassez no pior momento possível. Mas os tempos mudaram.

Hoje, o big data de energia é uma ferramenta poderosa que ajuda a prever quando um parque solar reduzirá a produtividade ou onde soprará o vento amanhã. Você pode prever volumes de produção de energia, otimizar a distribuição de eletricidade na rede e tornar todo o sistema muito mais eficiente.

A humanidade compreendeu uma coisa simples: o verdadeiro combustível do século XXI não é o petróleo, são os dados. É por isso que estamos vendo agora um verdadeiro boom na expansão de soluções de software de energia renovável. As empresas estão investindo bilhões em análises que transformam fluxos de dados de sensores em decisões concretas. E quanto mais dados, mais “inteligente” se torna a energia.

Big Data de energia: como a análise molda a nova geração de energia

Big data em energia permite prever picos de carga com precisão de hora em hora, às vezes até de minuto. Isto é importante porque os horários de pico colocam o estresse máximo nas redes e os consumidores pagam mais.

Otimizando o equilíbrio entre produção e consumo de energia já foi considerada uma tarefa impossível. Muitas variáveis, mudanças climáticas muito rápidas, consumidores muito imprevisíveis. Mas o big data mudou tudo. Os dispositivos IoT em turbinas eólicas e painéis solares recolhem informações em tempo real sobre consumo, produção e distribuição de energia, permitindo que as empresas de energia respondam instantaneamente às mudanças.

Cada turbina, cada painel torna-se uma fonte de dados. Temperatura, velocidade do vento, ângulo de incidência solar, capacidade de geração, carga do equipamento. Tudo isso alimenta um sistema unificado onde é analisado e transformado em previsões e recomendações. Ao coletar milhões de pontos de dados a cada minuto, você pode “ver” o que os engenheiros individuais no local não conseguem.

As perdas de energia sempre foram a principal dor de cabeça da indústria. A electricidade tem tendência a “perder-se” durante a transmissão através das redes, especialmente em longas distâncias. Mas a análise ajuda a identificar onde se perde mais e a otimizar as rotas de transmissão. Fluxos contínuos de dados de sensores em turbinas, painéis e baterias fornecem insights e automação para dimensionar sistemas de energia renovável.

A DXC e outras empresas estão desenvolvendo plataformas especializadas que integram análises em sistemas energéticos reais. Esses soluções de software para energias renováveis colete dados de milhares de fontes, processe-os na nuvem e forneça recomendações claras aos operadores. Quanto mais fontes de dados, mais precisas serão as previsões. Quanto mais precisas forem as previsões, mais estável será a rede. E uma rede estável significa custos mais baixos para todos.

Em grandes redes elétricas, os dados são analisados ​​com precisão de segundos. Isto não é um exagero. Quando um pico repentino de demanda pode destruir todo o equilíbrio do sistema em minutos, até mesmo os segundos são importantes. As soluções de software de energia renovável oferecem aos operadores a capacidade de ver o que está acontecendo agora e o que acontecerá em poucos minutos. É como um GPS para energia: você sempre sabe onde está e para onde vai.

As empresas estão a desenvolver plataformas especializadas que integram análises em sistemas energéticos reais. Essas soluções coletam dados de milhares de fontes, processam-nos na nuvem e fornecem recomendações claras às operadoras. Quanto mais fontes de dados, mais precisas serão as previsões. Quanto mais precisas forem as previsões, mais estável será a rede. E uma rede estável significa custos mais baixos para todos.

Transparência em vez de suposições: análise preditiva em ação

A análise preditiva transformou a energia de uma indústria reativa em uma indústria proativa. Uma turbina quebrava, então você esperaria pelos reparos. Agora o sistema avisa antecipadamente: “Essa turbina está com problema, preciso verificar o rolamento número três”. E funciona.

A GE Renewable Energy implementou manutenção preditiva baseada em IA em suas turbinas eólicas, o que levou à redução do tempo de inatividade e ao aumento da eficiência operacional. Este é um exemplo real de como a análise ajuda a “ver o futuro” dos equipamentos. Os sensores captam até os menores desvios da norma: vibrações, temperatura, ruído. Algoritmos analisam esses dados e identificam padrões que indicam falhas futuras.

Em fevereiro de 2024, a Siemens lançou a funcionalidade de IA generativa em sua solução Senseye Predictive Maintenance, que usa IA para criar comportamento de máquina e modelos de manutenção, levando à redução do tempo de inatividade em até 85%. Os números impressionam, mas a lógica é simples: é melhor substituir uma peça na hora certa do que esperar a quebra completa da turbina.

As tendências climáticas também se tornaram parte da análise preditiva. A IA analisa dados operacionais em tempo real em grandes volumes, tornando possível prever exatamente quando uma estação solar receberá luz máxima ou quando as turbinas eólicas funcionarão em plena capacidade. Isso ajuda a estabilizar a produção e planejar as reservas de energia.

A Suzlon, uma das maiores empresas de energia eólica, ativamente investe em tecnologias de IA para solução proativa de problemas de manutenção. A termografia infravermelha e os drones são usados ​​para monitorar painéis solares, detectando superaquecimento ou outros riscos de segurança, ajudando a prevenir a deterioração dos equipamentos. Drones sobrevoam enormes fazendas solares e examinam cada painel em minutos. O que costumava levar semanas de inspeção manual agora leva horas.

A XMPro desenvolveu uma solução para manutenção preditiva de turbinas eólicas que utiliza tecnologias avançadas para identificar necessidades de manutenção antes que se transformem em reparos caros ou paradas completas. O mercado de manutenção preditiva no setor de energia está avaliado em US$ 1,79 bilhão em 2024 e se expandirá em um ritmo composto taxa de crescimento anual de 25,77% para US$ 5,62 bilhões até 2029. Esta não é apenas uma tendência, é uma enorme transformação da indústria.

IA + Big Data = Redes Inteligentes sem caos

A convergência de big data em energia e inteligência artificial cria redes inteligentes que operam de forma autônoma.” Quando a inteligência artificial se encontra com o big data, nascem as “redes inteligentes”. As redes inteligentes são sistemas de energia que decidem por si próprios para onde direcionar a eletricidade se uma fonte falhar repentinamente ou exceder o seu limite. Eles funcionam automaticamente, sem intervenção humana, e com uma precisão que antes era impossível.

A IA ajuda as concessionárias a otimizar o fluxo de eletricidade, coordenar a oferta e a demanda em tempo real e reduzir perdas, aumentando a eficiência geral em até 20%. Trata-se de dados provenientes de análises de redes inteligentes nos EUA e na Europa, onde tais sistemas já demonstram poupanças reais. Vinte por cento de eficiência energética representa muito dinheiro e milhões de toneladas de CO2 poupados.

A IA do Google aumentou as previsões e os lucros da produção de parques eólicos, melhorando na verdade os retornos do investimento em energia renovável em 20%, incentivando mais investimentos. Quando os gigantes da tecnologia investem em tais soluções, é um sinal para toda a indústria: o futuro está aqui.

As redes inteligentes funcionam com base num princípio simples: recolher dados, analisar, responder. Mas por trás dessa simplicidade está uma infraestrutura complexa. Dezenas de projetos de redes inteligentes já estão em operação nos EUA e na Europa, apresentando resultados impressionantes. Utilizando o Grid Edge Intelligence e a análise preditiva, as empresas de serviços públicos nos EUA e em todo o mundo estão a desbloquear até 20% mais capacidade da rede, adiando atualizações dispendiosas da infraestrutura e aumentando a flexibilidade da rede em resposta à crescente eletrificação e à integração de recursos energéticos distribuídos.

O fator humano: a análise ajuda a apoiar, e não a substituir, profissionais

Há um medo generalizado de que o big data e a IA “tomem empregos” de engenheiros e despachantes. Mas a prática mostra o contrário. A análise remove a rotina das pessoas, deixando-lhes o que as máquinas ainda não conseguem fazer: pensamento estratégico, criatividade, tomada de decisões complexas em situações fora do padrão.

Um operador de rede elétrica costumava passar horas coletando dados de diversas fontes, compilando relatórios, analisando indicadores. Agora o sistema faz tudo isso em segundos. O operador só precisa tomar decisões com base em informações prontas. Isto não é uma substituição de profissão, é uma libertação do trabalho chato para tarefas mais importantes.

Painéis que visualizam as operações da estação em tempo real tornaram-se padrão do setor. Em uma tela, o operador visualiza a capacidade de cada turbina, o status do equipamento, a previsão de produção para as próximas horas, a demanda atual e milhares de outros parâmetros. Tudo isso é apresentado em forma gráfica clara, não como intermináveis ​​tabelas de números.

Quando o sistema detecta um problema potencial, ele não sinaliza apenas com uma luz vermelha. Mostra exactamente onde está o problema, quão crítico é, quais são as possíveis opções de acção. E a decisão final é tomada por quem considera fatores indisponíveis ao algoritmo: condições climáticas no local, disponibilidade da equipe de reparos, prioridades da empresa.

Existem excelentes exemplos de simbiose homem-máquina. Os engenheiros da empresa recebem notificações de IA sobre anomalias na operação dos equipamentos. Eles vão ao local, verificam as condições físicas, decidem sobre a necessidade de reparos. A IA não substitui seu conhecimento e experiência, apenas direciona a atenção para onde ela é mais necessária.

Além disso, o big data cria novos empregos. São necessários especialistas em análise de dados, engenheiros de integração de sistemas, especialistas em segurança cibernética e cientistas de dados que entendam as especificidades da energia. São cargos com altos salários que exigem conhecimento profundo e aprendizado contínuo. A energia está a tornar-se uma indústria de alta tecnologia e não apenas de “manutenção de equipamentos”.

Existem dados, mas não há insights

O principal problema da energia moderna não é a falta de dados. Pelo contrário, há muitos dados. Qualquer pessoa da indústria confirmará isso. O problema é que esses dados são fragmentados, incompatíveis, coletados em diferentes formatos e armazenados em diferentes sistemas.

A falta de um padrão unificado de troca de dados retarda o desenvolvimento da indústria. Quando você deseja integrar um novo parque eólico a uma rede existente, é necessário escrever integrações, adaptadores e conversores personalizados. Isto é tempo, dinheiro e erros potenciais. A indústria está trabalhando na criação de protocolos universais, mas por enquanto cada fabricante possui seus próprios padrões.

Outro problema é a qualidade dos dados. Um sensor pode estar calibrado incorretamente, danificado ou simplesmente antigo. Ele transmite dados, mas esses dados são imprecisos. Se o sistema tomar decisões com base em dados errados, o resultado pode ser catastrófico. Portanto, são necessários sistemas de validação, verificação e cruzamento de dados de diferentes fontes.

As empresas que resolverem primeiro estas questões ganharão liderança no mercado de energias renováveis. Quem criar uma plataforma aberta, segura e padronizada para troca de dados em energia se tornará o novo “sistema operacional” da indústria. Esta é uma enorme oportunidade de negócio e uma enorme necessidade para todo o setor.

Como o Big Data em Energia desencadeia uma revolução renovável

A análise não é um “complemento” da energia verde. É o seu alicerce, a base sem a qual todo o sistema simplesmente não pode funcionar de forma eficiente. O Big Data ajuda na transição da reação para a previsão, do caos para o equilíbrio, das suposições para decisões precisas.

Vivemos numa época em que cada turbina, cada painel se torna uma fonte de informação e também de energia. Esta informação torna a energia mais estável, mais barata e mais amiga do ambiente. Você pode prever a produção com uma hora de antecedência, evitar quebras de equipamentos e otimizar a distribuição de eletricidade na rede.

A energia verde do futuro é inteligente. Ele “sabe” quando o vento sopra e o sol brilha. Ele “vê” onde a energia é necessária neste momento. Ele “prevê” o que acontecerá em uma hora, um dia, uma semana. E tudo isso graças ao fluxo de dados que alimenta a sua eficiência.

Claro, existem desafios. Mas a revolução das energias renováveis ​​é fundamentalmente alimentada por big data energético – a força invisível que torna a energia verde fiável e economicamente viável.

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