A geração de energias renováveis continua crescendo e os desafios enfrentados por esse setor são vastos e vão desde os altos investimentos (CAPEX) até a gestão complexa de grandes ativos e equipes. Tanto as operações quanto a dinâmica do mercado de energia renovável exigem operações flexíveis e eficientes. Por outro lado, quando os desafios crescem, são frequentemente acompanhados por maiores oportunidades. A tecnologia abriu possibilidades exponenciais em um setor que vinha bastante consolidade ao longo do tempo. Exploremos, a seguir, os desafios atuais e oportunidades que a digitalização entrega ao setor, mostrando que as tecnologias 4.0 deveriam estar na base das operações de geração de energia renovável.
Os dados antes eram um mero veículo para operações e cálculos transacionais dentro da organização e os dados operacionais eram considerados de maneira muito estratificada usando estatísticas operacionais. Hoje, os dados são uma verdadeira mina de ouro para a redução de custos, ganho de produtividade e geração de novas linhas de receita. Software e aplicações já foram simples ferramentas de registro e facilitação do trabalho. Hoje, são condutores dos processos, assegurando conformidade, validando consistência, orquestrando e automatizando fluxos de tarefas tanto no escritório quanto no campo. As interfaces homem-máquina eram botões, painéis e teclados. Hoje elas envolvem realidade virtual, aumentada e inteligência generativa usando LLM (Large Language Models).
Revisemos, juntos, alguns exemplos concretos de soluções e tecnologias 4.0 que geram valor e, muitas vezes, transformam a essência das operações no setor. Ao final, espero que você perceba a necessidade de uma estratégia para aplicar tecnologia em todas as etapas de agregação de valor da geração de energia renovável. A ausência de uma estratégia tecnológica na base dos processos atualmente é o mesmo que não ter estratégia em absoluto na organização.
O enfrentamento de desafios na geração de energia renovável
O recente colapso de uma turbina eólica na Alemanha serve como um lembrete vívido dos desafios enfrentados na geração de energia renovável. A pergunta é: essa falha poderia ter sido prevenida? Este incidente destaca as necessidades e oportunidades para alavancar tecnologias que elevem a segurança e produtividade dos parques eólicos.
O que poderia ser diferente e melhor, alavancando a tecnologia? A resposta para evitar incidentes como o da Alemanha está na adoção proativa de tecnologias emergentes. A tecnologia de sensores e Internet das Coisas (IoT) oferece a capacidade de coletar dados em tempo real. Vizinhos do local relataram que era possível escutar altos ruídos vindos da turbina dias antes da falha catastrófica. Ruídos podem ser facilmente detectados por sensores e acionar medidas preventivas. É possível captar dados de ultrassom, temperatura, vibração, termografia, descargas parciais e muitos outros. E não basta ficar por aí, é preciso levar a termo a visão completa, gerando insights que gerem ação a partir dos dados, cruciais para a prevenção de paradas não programadas e de falhas catastróficas.
Muitos dos processos de análise para manutenção utilizados frequentemente, como a boroscopia, são invasivos e olham ao passado. É preciso capturar dados que permitam investigar o futuro do ativo. Esta disciplina da priorização do problema, captura dos dados adequados, geração de insights e planejamento preditivo é o novo modelo da manutenção de alto desempenho.
Os desafios atuais na geração de energia renovável
Quais são os desafios atuais do setor? Projetos de energia comprometem grandes investimentos, se estendem por faixas significativas de terra, exigem a gestão complexa de ativos e equipes, e estão sujeitos à crescente volatilidade do mercado. Estes desafios permeiam a geração de energia renovável. Os desafios, tanto técnicos quanto humanos, demandam soluções de tecnologia como parte da base e do dia a dia das operações, para garantir a competitividade e eficiência do setor. Porém, aplicar tecnologia requer a gestão da complexidade das mudanças técnicas, atração de novos perfis profissionais muitas vezes requer ajustes culturais.
Gerar novas capacidades organizacionais para integrar novas tecnologias junto aos processos e pessoas tem sido a preocupação dos grandes players do setor. Recentemente Biljana Kaitović, vice-presidente executiva de TI e Digital e Chief Information Officer (CIO) do grupo Engie, falou em evento da AWS sobre o papel fundamental que os dados e a tecnologia digital desempenham na geração de energia renovável, mostrando os investimentos e a jornada de transformação em que se encontra a organização1.
Tecnologias 4.0 em ativos da geração renovável de energia e os últimos desenvolvimentos
O avanço em tecnologias de dados, desde Analytics, Business Intelligence (BI) e Data Science até Machine Learning e Inteligência Artificial, já está revolucionando a manutenção preditiva em parques eólicos. A análise preditiva transforma dados em insights acionáveis, priorizando ações de manutenção para elementos chave da nacele ao sistema elétrico até a conexão com o SIN. A partir daí, é possível otimizar fluxos de processo, alocações de equipes, planejamento, roteamento de campo e otimização de estoques entre outros.
Em outra frente tecnológica, na virtualização de ativos e serviços usando realidade virtual, realidade aumentada, Building Information Modeling (BIM) e Digital Twin, existem benefícios significativos. A capacidade de simular ambientes e processos permite uma gestão mais eficiente e a identificação precoce de potenciais problemas. Integração da informação e comunicação ganham força para reduzir custos e aumentar a segurança na construção de Hidrelétricas e PCHs usando BIM e realidade virtual. Já a realidade aumentada permite a consulta de informações atualizadas, procedimentos e instruções de manutenção de mancais de grandes geradores usando aplicativos que comunicam com outros sistemas usando códigos QR.
Plataformas de gestão de ativos podem ser construídas para atender necessidades específicas, integrando dados e relatórios de vários sistemas com regras de governança e qualidade de dados, sem limitações de um software em particular. Esses sistemas permitem gerir um grande volume de dados sobre o ativo, gerindo interdependências complexas, como as mostradas para o hidrogerador de 150MVA ilustrado na figura.
Os custos da tecnologia de hardware caíram exponencialmente nos últimos anos, tornando mais acessíveis a integração de sensores, impressão 3D para prototipação rápida e produção de peças de reposição, drones para inspeções e câmeras entre outros. Aplicações de sobrevoo de parques solares para priorização de hotspots, visão computacional para verificar o uso de Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) e redes mesh de conectividade são alguns dos caminhos para mais resultados na operação em grandes áreas de parques solares. Atualmente as imagens infravermelhas permitem identificar os principais defeitos em módulos solares, como indicado na figura, sendo seu processamento possível de ser automatizado usando IA.
O que pode ser feito?
Em primeiro lugar, é preciso reconhecer que o uso da tecnologia não é mais um luxo ou um elemento externo na operação de geração de energia renovável, mas sim um dos fundamentos para a competitividade e resiliência dos investimentos em energia renovável. Integrar soluções tecnológicas desde o início é crucial para uma operação eficiente e alinhada com os desafios dinâmicos do mercado. Obviamente, não significa seguir todas as notícias e tendências em alta, mas requer priorização e disciplina na execução.
Não obstante, vale considerar que as novas tecnologias disruptivas e muitas das tecnologias consideradas 4.0 frequentemente dispensam a implementação linear, como costumava ser: base de dados, depois código, depois interface. Atualmente, é possível ter ganhos começando pelos dados, mas também pela jornada do usuário ou pela integração ou pelos processos de gestão envolvidos na tomada de decisões.
Em segundo lugar, embora o setor de engenharia possa ser tradicionalmente conservador, a inovação e experimentação já não são negligenciadas. Mecanismos que permitem a experimentação rápida e segura devem ser explorados e ampliados para impulsionar a adoção de tecnologias inovadoras. Neste sentido, vale pensar em ecossistemas de inovação envolvendo tecnologias e parceiros mais maduros, assim como startups. Contudo, é preciso estabelecer a capacidade do grupo de executar as visões inovadoras, reestruturando processos e práticas da organização que permitam ir além da captura do dado, avançando ao insight até a ação e controle da captura de valor.
Parceiros que possuem a habilidade de identificar desafios e propor soluções são ativos valiosos, ainda se forem capazes de mostrar resultados concretos a cada passo. Um posicionamento mais curioso e menos crítico diante da inovação constrói pontes para soluções eficazes. O investimento contínuo e a execução eficaz são essenciais para transformar ideias em resultados tangíveis.
O que concluímos?
A adoção de tecnologias 4.0 na geração de energia renovável será acelerada e aqueles que desenvolverem as capacidades para transformar processos e negócios para gerar valor através da tecnologia terão vantagem. Integrar inovações desde o início, acelerar a experimentação e valorizar parceiros inovadores são elementos essenciais para impulsionar a eficiência, segurança e sustentabilidade do setor. O futuro da geração de energia renovável está intrinsecamente ligado à capacidade de abraçar e implementar as oportunidades oferecidas pela digitalização, assegurando eficiência, segurança e sustentabilidade na indústria.
Tecnologias 4.0 em ativos da geração renovável de energia: o desafio energético aliado à sustentabilidade
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Referências
- 1. https://aws.amazon.com/pt/solutions/case-studies/engie-digital-sagemaker/?did=cr_card&trk=cr_card
- 2. Zhao et all – DOI: 10.3390/electronics11020257
- 3. Netto et all – DOI: 10.3390/en13236273
- 4. Hwang et all – DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3063461
