Energia solar, energia eólica e muito mais - o uso crescente de fontes renováveis ​​de energia está resultando em flutuações substanciais na produção de energia. Os pesquisadores da Fraunhofer agora tornaram possível projetar processos industriais em pequenas e médias empresas para atender à demanda. Isso permite que as empresas maximizem o uso de energia verde de suas próprias usinas, para responder às flutuações, e, no futuro, contribuir para a estabilização do abastecimento de energia.

A proporção de carvão na matriz energética está diminuindo, enquanto as energias renováveis ​​estão crescendo continuamente em importância. Isso está confrontando os operadores da rede com desafios, no entanto. Se o sol está brilhando em um céu azul claro e uma brisa fresca está soprando, módulos solares e turbinas eólicas geram mais energia do que o necessário. Se, Contudo, o céu está nublado e o vento está parado, o poder se torna uma mercadoria escassa. Como essas flutuações de produção podem ser estabilizadas para garantir um fornecimento estável de energia, apesar do número crescente de fontes de energia voláteis?

Adaptação flexível dos processos de produção à situação energética

Pesquisadores do Instituto Fraunhofer para Operação de Fábrica e Automação IFF em Magdeburg veem uma solução entre as pequenas e médias empresas, que geram energia a partir do sol, vento ou até mesmo seus próprios resíduos de fabricação. Eles se tornarão partes interessadas mais ativas no futuro smart grid, ajudando a torná-lo mais confiável e mais estável. Alcançar esta meta envolve projetar processos industriais internos relevantes em energia para atender à demanda, gerenciar cargas controláveis ​​dinamicamente, geração de energia renovável, e usando sistemas de armazenamento de energia.

"Estamos desenvolvendo novas soluções e aplicativos em conjunto com a Universidade de Ciências Aplicadas de Mageburg-Stendal e outros parceiros do projeto europeu RELflex. O objetivo principal deles é ajudar a tornar os processos de fabricação em pequenas e médias empresas mais responsivos à demanda, "explica o Dr. Pio Lombardi, Gerente de projetos RELflex no Fraunhofer IFF. "Isso significa que as empresas podem adaptar seus processos de fabricação à situação energética real, recorrem à energia de seus sistemas de armazenamento durante gargalos, e possivelmente até mesmo usar outras fontes de energia, como resíduos de madeira incinerada. ”O coração do desenvolvimento é o sistema de gerenciamento de energia dinâmico XDEMS.

Teste de campo de protótipo

Os pesquisadores estão atualmente explorando como este sistema de gerenciamento de energia pode ser utilizado na rotina diária de negócios em um de seus parceiros de projeto, aRTE Möbel GmbH. Um benefício é que permite que as empresas utilizem a energia que geram com fotovoltaicos e similares em seus próprios processos de fabricação, tornando-se assim mais autossuficiente e menos dependente dos operadores da rede. Isso também tem impacto sobre os modelos de negócios. A barra pode ser elevada para produtos verdes, que pode ser feito não apenas com materiais produzidos organicamente, mas também com energia verde.

As pequenas e médias empresas podem responder à flutuação do fornecimento de energia de diferentes maneiras. "Adaptar a fabricação e instalação de sistemas de armazenamento de backup seria a maneira mais eficiente. Sempre que houver muita energia disponível, os itens são feitos para estoque e armazenados, "diz Lombardi, colocando isso de forma concreta. A segunda opção seria permitir que os funcionários trabalhassem com flexibilidade, por exemplo, mais tarde ou mesmo nos fins de semana, com base na situação energética. Os pesquisadores pretendem avaliar a aceitação dessa ideia em uma pesquisa correspondente. Os sistemas de armazenamento de energia são uma possível terceira opção. Eles permanecem caros, no entanto, por causa das altas despesas de capital, e o armazenamento de energia ainda acarreta perdas, dependendo da tecnologia.

Os pesquisadores Fraunhofer estão começando focando no sistema de monitoramento da aRTE Möbel GmbH. Eles estão usando instrumentação adequada para medir a energia gerada pelo sistema fotovoltaico privado e a energia consumida por linhas de fabricação individuais ou grupos de linhas de fabricação em tempo real. Em uma segunda etapa, os pesquisadores usarão seu software XDEMS para compilar previsões de carga e produção a partir dos dados registrados. Quanta energia o sistema fotovoltaico vai gerar na próxima semana? Quantas mesas e armários precisam ser fabricados nesse tempo? E como a fabricação pode ser controlada da melhor forma para coordenar esses dois fatores de maneira ideal, ou seja, injetar um mínimo de energia na rede e não ter que retirar energia dela? O software faz sugestões relevantes aqui. Um sistema de semáforo pode ser concebível. Uma luz verde pode mostrar aos funcionários que está sendo produzida energia suficiente e que os itens podem ser feitos para estoque, por exemplo. Se houver falta de energia, Contudo, uma luz vermelha pode indicar que a linha deve ser usada mais tarde. "Ainda temos que consultar a gerência da aRTE Möbel GmbH sobre a forma exata de feedback dos funcionários, "acrescenta Lombardi. Assim que concluírem o desenvolvimento do sistema de monitoramento, os pesquisadores começarão a trabalhar no sistema de previsão e controle no próximo ano.