Um trabalhador monitora os sistemas elétricos da usina geysers em Santa Rosa, Califórnia. Veja mais fotos dentro de uma usina nuclear. Kim Steele / The Image Bank / Getty Images p Quando você liga um aparelho, você espera resultados imediatos:você não espera que uma lâmpada acenda depois de girar o interruptor. A eletricidade não é armazenada em um tanque em seu quintal, então quando você precisar agora, como isso entrega? Essa é a malha energética no trabalho. A eletricidade é gerada em uma usina e transmitida para subestações locais, onde transformadores a transformam em uma tensão utilizável. Em seguida, é distribuído em nossas casas e empresas por meio de uma rede de linhas de transmissão de alta tensão - a rede.
p No dia a dia, os consumidores de eletricidade usam uma quantidade mínima previsível de energia, Chamou o carga de base . Pelo menos, a rede precisa para lidar com esta produção de energia programada, além de quaisquer picos de uso que ocorram. A demanda por eletricidade é normalmente mais alta no período da tarde e no início da noite, bem como durante o verão, quando os condicionadores de ar funcionam dia e noite. Quando muitas pessoas querem usar seus aparelhos elétricos ao mesmo tempo, isso é chamado horário de pico de uso .
p Até que seu poder seja eliminado, você provavelmente não presta muita atenção na frequência com que acende a luz ou a televisão ou a que horas do dia o faz. Quando você liga um interruptor de luz, eletricidade viaja em um instante para sua casa e a lâmpada acende - isso é chamado exigem . Quando milhões de consumidores de eletricidade ligam seus condicionadores de ar depois do trabalho, aumenta o carga de demanda na grade. Nossa demanda por eletricidade está crescendo e a Administração de Informações sobre Energia estima que a demanda aumentará pelo menos 40% até 2030 [fonte:EEI]. p A rede elétrica fornece apenas a eletricidade que solicitamos, no entanto, e cabe a nós praticar a conservação de energia. Uma maneira de diminuir a carga de demanda é um conceito chamado resposta de demanda . Em termos gerais, os programas de resposta à demanda nos dão - residencial, consumidores comerciais e industriais - a capacidade de cortar voluntariamente nosso uso de eletricidade em horários específicos do dia (como horários de pico) durante os altos preços da eletricidade, ou durante emergências (como evitar um apagão). p Vejamos o impacto da resposta à demanda no setor de energia, a rede elétrica e o meio ambiente.
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A renovação da infraestrutura elétrica obsoleta ajudará as empresas de energia a acompanhar a demanda. Don Farrall / Stockbyte / Getty Images p Como existe agora, o setor de energia enfrenta uma infinidade de problemas de infraestrutura. Para acompanhar a demanda de carga e seu aumento esperado, a indústria precisa aliviar o aumento do estresse na rede envelhecida e construir novas usinas e linhas de transmissão de energia enquanto trabalha para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e os custos crescentes de energia.
p Em 2003, os Estados Unidos usaram 3, 883 bilhões de kWh - com uma população de 280 milhões de pessoas, isso é o equivalente a 13, 868 kWh usados por cada pessoa [fonte:Departamento de Energia dos EUA]. Claro, o consumo de energia não é distribuído igualmente de estado para estado. Estados maiores com muitas pessoas usarão mais eletricidade do que Estados menores, ou estados com menos pessoas. Os residentes nos estados do sul podem usar mais energia para resfriar suas casas e empresas no verão do que um estado no noroeste do Pacífico, onde o clima é mais fresco.
p Brownouts, apagões e apagões contínuos, como o que atingiu a Europa e o leste dos Estados Unidos e Canadá em 2003, acontecer quando a fonte de alimentação for perdida, geralmente causado por um mau funcionamento da rede elétrica ou componente ou por uma discrepância entre oferta e demanda. Os apagões não são apenas inconvenientes, eles também são poços de dinheiro. Estima-se que o blecaute de 2003 tenha custado à cidade de Nova York até US $ 750 milhões em receita perdida [fonte:USA Today]. Para empresas nos Estados Unidos, cortes de energia significam pelo menos US $ 50 bilhões em receitas perdidas anualmente [fonte:Samson]. p A indústria está procurando programas de resposta à demanda, grande e pequeno, como uma peça importante para a solução de infraestrutura. Os sistemas de resposta direta automática podem detectar problemas de carga de demanda iminentes e desviar ou reduzir a energia em locais estratégicos, removendo a chance de sobrecarga e a falha de energia resultante. Esses programas também têm o potencial de ajudar os provedores e os consumidores a economizar dinheiro; eles poderiam eliminar a necessidade de construir usinas de energia adicionais e sistemas de entrega - especificamente, aqueles para uso apenas durante os horários de pico - bem como o potencial para reduzir os custos de energia no atacado. p O Departamento de Energia dos EUA estima que o uso doméstico médio é de cerca de 11, 000 quilowatts-hora (kWh) anualmente. Quando você compra eletricidade, você está comprando quilowatt-hora. Um quilowatt-hora é igual a 1000 watts de eletricidade usados em uma hora. p Na média, os consumidores gastam 8,3 centavos por kWh, de modo que isso significa que cada família gasta cerca de US $ 900 em eletricidade todos os anos [fonte:Departamento de Energia dos EUA]. p A taxa que você paga por kWh consumido é determinada por uma combinação de fatores, incluindo regulamentos, custos de combustível, clima (tempestades, temperaturas extremas), hora do dia e demanda do consumidor. Embora a determinação da taxa seja complicada, calcular o custo operacional diário da sua própria casa, não. E sem sistemas de resposta automática de demanda em vigor, você está sozinho para reduzir manualmente o seu consumo. p Duas ideias de nível residencial, precificação dinâmica e taxas de tempo de uso (TOU) , funcionam de forma semelhante à compra de passagens aéreas fora dos horários de pico. Se você quiser voar durante os horários de pico, você paga mais. Se você quiser usar sua máquina de lavar louça durante os horários de pico, você paga mais. Com preços dinâmicos, os consumidores recebem descontos nas tarifas durante os períodos normais de uso e tarifas mais altas durante os horários de pico. Alternativamente, TOU permite que os consumidores mudem seus padrões de uso de horários de pico de alto preço para horários menos caros fora de pico, compartilhando informações para fazer ajustes inteligentes:Um medidor de TOU em casa rastreia o uso total de energia kWh durante um período de tempo (dia, ano). Você economiza dinheiro, e a rede economiza energia. p E os sistemas de resposta à demanda em larga escala, algo que não deixa o consumidor cortar as cargas manualmente? Além dos esforços residenciais, existem empresas emergindo com o único propósito de responder à demanda. Empresas chamadas de agregadores estão entrando em ação para reduzir as cargas da rede por meio de coleta negawatts . Um negawatt é uma unidade de poder que não é mais necessária, e agregadores os vendem para Operadores de Sistema Independentes (ISOs) regionais que os usam para reduzir a carga em uma parte específica da rede.
Se você morasse em uma casa inteligente, você não teria que desligar o termostato para economizar energia - a casa faria isso por você. Jeffrey Hamilton / Stockbyte / Getty Images p Um dos modelos mais interessantes de resposta à demanda é o rede inteligente e sua conexão com edifícios inteligentes .
p Uma rede inteligente é a versão do século 21 da rede atual. A grade de hoje é unilateral:você liga a televisão, e traz o poder. Uma rede inteligente seria um sistema de comunicação bidirecional entre o provedor e o consumidor. A estrutura da grade é frequentemente descrita como semelhante à da Internet. Da mesma forma, todo computador que acessa a Internet possui um endereço na Internet, a rede inteligente teria uma rede de pontos de acesso que poderiam ser identificados e contatados. Por meio desses pontos de contato, a rede automatizaria o fluxo de eletricidade conforme necessário, identificar e isolar problemas de carga; também seria capaz de lidar com suprimentos desiguais de energia de fontes renováveis, como eólica e solar.
p Uma rede inteligente conversando com terminais e aparelhos burros em uma casa pode realizar muito. A rede pode identificar um problema de carga, mas sem um parceiro de construção inteligente, não pode fazer nada a não ser levantar uma bandeira vermelha. Os consumidores são então instruídos a reduzir ou desligar o uso de energia. p Quando edifícios inteligentes são conectados a uma rede inteligente, os edifícios respondem às informações recebidas da rede. Os preços da eletricidade estão aumentando? A casa de automonitoramento reage automaticamente reduzindo o uso de energia - talvez diminuindo o termostato ou desligando a máquina de lavar louça. Em última análise, os consumidores têm o poder de aumentar o aquecimento alguns graus se preferirem uma casa mais quente. p Em um ano, estudo em pequena escala em casas na Península Olympic, em Washington, o Departamento de Energia (DOE) descobriu que quando os consumidores estavam equipados com medidores elétricos inteligentes, termostatos, aquecedores e secadores de água, eles reduziram o uso de energia e os custos associados - em média, participantes economizaram 10 por cento em suas contas de eletricidade, e houve uma redução de 15% no uso de pico de carga [fonte:Grist]. Cidades com Smart Grid de hoje
Xcel Energy quer transformar Boulder, Colo., na primeira cidade com rede inteligente nos Estados Unidos. A cidade receberia atualizações de sua infraestrutura de energia existente de um cego, rede de medição para um sistema elétrico capaz de fornecer em tempo real, comunicações bidirecionais em toda a sua nova rede inteligente.
Uma turbina na usina de energia Geysers na Califórnia gera eletricidade a partir de fontes geotérmicas. Kim Steele / The Image Bank / Getty Images p O benefício da resposta à demanda não está apenas na economia de custos econômicos, mas também nos custos ambientais. Embora ainda não haja uma pesquisa definitiva sobre como os sistemas de resposta à demanda afetarão - ou não - o meio ambiente, existem alguns efeitos positivos que podem ser esperados.
p Primeiro, muitos especialistas de campo presumem que, se as pessoas puderem escolher entre conservar ou não, eles escolherão conservar porque é uma sensação de bem-estar, contribuição verde.
p Além de possíveis efeitos psicológicos, a resposta à demanda traz alguns resultados ambientais muito reais. Enquanto a tecnologia de resposta à demanda muda o poder de uma fonte para outra, também funciona para diminuir a quantidade de energia consumida. Menos energia consumida, por sua vez, reduz os níveis de poluentes gerados. Sem resposta à demanda, sistemas usados para aquecer e resfriar casas nos Estados Unidos liberam 150 milhões de toneladas de dióxido de carbono (CO 2 ), um conhecido gás de efeito estufa, no meio ambiente [fonte:Departamento de Energia dos EUA], e cerca de 30, Mil americanos morrem todos os anos devido à poluição causada durante a produção de eletricidade [fonte:Solar Energy International]. p Com resposta à demanda, a rede inteligente do século 21 poderia ser uma rede verde. As usinas que geram energia de pico geralmente também geram altos níveis de poluentes. Uma rede inteligente é mais facilmente capaz de lidar com fontes de energia que podem ter intensidade intermitente e nem sempre estar disponíveis. Quando a demanda por energia atinge o pico, uma rede inteligente seria capaz de mudar o tipo de combustível que usa, balanceamento de combustíveis fósseis e fontes de energia renováveis. p Da próxima vez que você assistir televisão, cozinhando o jantar e lavando roupas, dê uma olhada no relógio. É hora de pico? Green Grid do Google
Google, que já investiu em sistemas de energia geotérmica, anunciaram recentemente que fariam parceria com a General Electric para investir em tecnologia de rede inteligente. Porque? Os data centers do Google usam muita eletricidade - implementando tecnologia de resposta à demanda por meio de uma rede inteligente, O Google pretende economizar algum dinheiro.
