Unicamp cria sistema inteligente de medição do consumo de energia

O novo sistema emprega uma rede Zigbee

Engenheiros da Unicamp estão desenvolvendo um sistema de monitoramento do consumo de energia elétrica que permitirá a detecção dos pontos e dos equipamentos de maior consumo dentro da unidade residencial ou comercial.

Rede de sensores

O novo sistema emprega uma rede Zigbee, uma tecnologia de rede disponível mundialmente que designa um conjunto de especificações para a comunicação sem fio entre centenas ou até eventualmente milhares de pontos.

A Zigbee Alliance é formada por um grupo de empresas que permite o licenciamento de sua tecnologia pelos interessados a fim de criar novas aplicações.

“Usamos esta comunicação para que os módulos conversem sem fio através do sistema”, conta José Antonio Siqueira Dias, que coordena a pesquisa juntamente com Elnatan Chagas Ferreira, em uma parceria com a Eletropaulo.

A intenção é identificar onde estão os maiores consumos efetuados dentro de uma residência ou de uma empresa.

O sistema composto pelos módulos medidores de energia elétrica que avaliam os gastos, bem como a comunicação wireless entre estes módulos já está pronto para início dos testes.

São dez protótipos, instalados nas dependências do Departamento de Eletrônica e Microeletrônica da Universidade, onde estão sendo feitas medições que emulam os principais equipamentos eletroeletrônicos em uma casa. Está sendo estudado o funcionamento das redes e a confiabilidade dos módulos de medição do consumo de energia.

Ao todo, serão construídos 80 protótipos, que serão levados a campo para uma bateria de testes de dois meses. A primeira avaliação consistirá na comparação dos valores calculados pelo novo sistema sem fios com os obtidos pelo medidor de energia tradicional. A tarefa de instalação é meticulosa, pois exige a distribuição de sensores em todos os pontos de energia elétrica da residência.

Medidores de consumo de energia

Segundo Siqueira, deu-se bastante atenção à possibilidade de instalação dos módulos medidores de energia elétrica sem danificar as residências e nem modificar a instalação elétrica. Foram a seguir desenvolvidos três módulos medidores de energia elétrica. Cada um deles mede o consumo de forma diferente, o que é necessário por conta das várias maneiras de se distribuir a energia dentro das casas. Estes três equipamentos poderão ser utilizados simultaneamente.

O primeiro módulo, que é o de mais fácil aplicação e também o mais comum, afirma Duarte, é próprio para a tomada. Assim sendo, em todo o equipamento que puder ser desligado da tomada, insere-se esse módulo entre ela e o equipamento, “operando como uma extensão”. Há uma via de entrada e outra de saída para serem introduzidas nas tomadas do cômodo.

O segundo módulo mede o consumo de energia elétrica de equipamentos que emitem luz, sejam eles lâmpadas ou abajures, “já que não há como tirar uma tomada da lâmpada e conectá-la ao equipamento”, explica Duarte.

Neste caso, um fotossensor verifica há quanto tempo a lâmpada está ligada e há quanto tempo está desligada. O microcontrolador faz um cálculo matemático e demonstra o quanto de energia elétrica foi despendida. Isso é programável, e o computador devolve tais informações.

O terceiro módulo mede o consumo de energia elétrica de equipamentos que consomem uma grande quantidade de corrente. O chuveiro elétrico é um exemplo típico: além de gastar mais energia, também possui maior potência. “Para a medição do chuveiro, adota-se uma garra semelhante a um alicate amperímetro”, expõe Duarte. Igualmente, através de cálculos matemáticos, o módulo fornece a potência consumida.

Consumo inteligente

O principal objetivo do estudo foi oferecer ao consumidor uma forma de entender o consumo de energia elétrica de cada eletrodoméstico para poder decidir onde deve atuar para diminuir o seu consumo de energia.

A obtenção de uma média segura do consumo real leva cerca de dez dias. “Constatamos que um terço de um mês pode ser um período interessante para obter esses dados”, expõe Duarte, pois uma semana nem sempre dá a dimensão do consumo habitual, uma vez que as pessoas, no fim de semana, usufruem da estrutura de suas casas de forma diferenciada dos demais dias.

Além disso, o consumidor pode comparar o consumo medido pelos módulos com o esperado para o equipamento. “Relacionando o consumo de cada equipamento com uma tabela que especifica o consumo médio deles, há condições de saber se ele exibe algum problema ou se é um modelo muito antigo que já dá sinais de que se tornou ineficiente”, comenta o coordenador do projeto.

Futuro

Assim como em outras partes do mundo, há uma tendência no sentido de que as tarifas praticadas pelas concessionárias no Brasil sejam diferenciadas de acordo com o período do dia em que são usados os eletrodomésticos nos domicílios.

“Sabendo hoje quais eletrodomésticos gastam mais energia, isso permitirá ligá-los em horários mais convenientes para economizar,” diz o pesquisador. Conectada a um sistema desses, estima Siqueira, a máquina de lavar avisaria o momento de iniciar um novo ciclo de lavagem. Este sistema poderia atuar enviando uma mensagem via celular para o proprietário da máquina dizendo que ela estaria pronta para ser ligada.

Sabendo que são 17h30, por exemplo, e que isso poderia encarecer a tarifa para o consumidor, o sistema perguntaria se a lavagem poderia esperar até as 19h30.

Em outra situação, exemplifica o professor, a máquina que foi ligada mais cedo, às 16h30, quando chega às 17h30, ao continuar operando, manda uma mensagem do tipo: “O ciclo de lavagem que estou executando pode ser interrompido sem nenhum problema. Quer que eu interrompa o ciclo e continue depois das 19 horas?”.

Toda esta inteligência, garante o pesquisador, tem total possibilidade de ser incorporada aos equipamentos em poucos anos.

Redação do Site Inovação Tecnológica