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Hitachi

Inovação Social

    • Energia
    • Dados Analíticos

    Devido à forte dependência de combustíveis fósseis como fontes de energia, o Estado do Havaí, nos EUA, tem se apressado em integrar grandes quantidades de energia renovável em sua rede pública, causando novos problemas, como excesso e instabilidade no fornecimento de energia. A Hitachi vem buscando soluções para este problema por meio da participação no Projeto de Demonstração de Redes Inteligentes Japão-EUA e da criação colaborativa com parceiros e voluntários locais.

    Visão geral

    • Problema
      No Havaí, onde 90% de todo o consumo de energia dependia de combustíveis fósseis, havia uma necessidade urgente de conversão em energia renovável. Para conseguir isso, o Havaí estabeleceu a meta de suprir 100% de suas necessidades de energia através de fontes renováveis até 2045. No entanto, como a produção de energia a partir de fontes renováveis varia muito, devido às mudanças nas condições ambientais, a integração de grandes quantidades de energia renovável cria problemas como excesso e instabilidade no fornecimento de energia.
    • Projeto
      Para resolver esses problemas, foi lançado o Projeto de Demonstração de Redes Inteligentes Japão-EUA. A Hitachi tem participado do Projeto de Rede das Ilhas Japão-EUA, realizado pela NEDO, também conhecido como "JUMPSmartMaui". O projeto possui três objetivos: responder ao crescimento da utilização do VE (veículo elétrico); estabilizar o fornecimento de energia; e maximizar o uso de energias renováveis. Com base neles, foi iniciado o projeto de rede inteligente para regiões insulares.
    • Resultados
      Sistemas de energia que estão utilizando maiores quantidades de energia renovável foram estabilizados, por meio do controle direto do carregamento de veículos elétricos (VE), cuja utilização espalhou-se por toda a ilha. Durante as horas de carga de pico, este sistema controla o carregamento de VE. Durante as horas em que o excesso de energia é gerado, ele permite a cobrança para absorver o excedente. Além disso, após vincular este sistema a sistemas de geração de energia eólica em Maui e à rede, a Hitachi realizou um projeto de demonstração abrangendo resposta da demanda do usuário, controle de carga e descarga de VE e outras tecnologias, e assumiu o trabalho de construir um ambiente de rede inteligente que utilizava VEs.

    Problema

    Eliminando a alta dependência de combustíveis fósseis das regiões insulares

    Há muitos países insulares no mundo, como o Japão. Estes países tendem a enfrentar problemas energéticos, incluindo uma forte dependência de combustíveis fósseis como fonte de energia. Nos EUA, o Havaí é o Estado com o maior índice de dependência por combustíveis fósseis. Incluindo a utilização de combustíveis em veículos e aeronaves, 90% do consumo energético do Havaí tem dependido de combustíveis fósseis.

    Para reduzir esta dependência, o Estado do Havaí vem trabalhando para fornecer energia ao Estado totalmente a partir de fontes renováveis até 2045. Contanto, como a energia produzida por fontes renováveis pode variar devido às mudanças de condições climáticas, a integração de grandes quantidades de energia renovável pode causar instabilidade na rede elétrica e criar problemas como aumento da voltagem e flutuações na freqüência.

    Projeto

    O Projeto de Demonstração de Redes Inteligentes na Ilha de Maui, no Havaí

    O Projeto de Demonstração de Redes Inteligentes Japão-EUA foi lançado para abordar questões que surgem do uso ampliado de energias renováveis. Em 2011, a Hitachi começou a trabalhar no Projeto de Rede das Ilhas Japão-EUA (conhecido como "JUMPSmartMaui") que foi confiado à New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) em colaboração com parceiros, incluindo o Estado do Havaí, a Hawaiian Electric Company, Inc., a Universidade do Havaí e três laboratórios nacionais dos EUA.
    O JUMPSmartMaui é um esforço para demonstrar a smart grid insular mais moderna do mundo. O projeto possui três objetivos: responder ao crescimento da utilização do VE (veículo elétrico); estabilizar o fornecimento de energia; e maximizar o uso de energias renováveis. A Hitachi está gerenciando este projeto de demonstração para construir um sistema de smart grid.

    A Hitachi adotou seis iniciativas inovadoras no projeto JUMPSmartMaui. A primeira é a utilização eficiente de energias renováveis. Isto foi conseguido por medidas, como a utilização do sistema para restringir os tempos de carregamento de VE, de acordo com as projeções de geração de energia renovável. A segunda é desenvolver soluções para estabilizar e equilibrar a geração de energia de fontes renováveis, já que a produção a partir destas fontes é propensa à flutuação. Por exemplo, para lidar com uma súbita cessação do vento, o sistema assume o controle direto de aparelhos em residências e de VEs, controlando a utilização de energia elétrica com o efeito pretendido de minimizar os efeitos no dia-a-dia das pessoas. As outras quatro iniciativas são: desenvolver instalações e sistemas para responder ao crescimento na utilização de VE; garantir a segurança cibernética para a segurança do sistema; melhorar o controle de energia mediante um sistema descentralizado autônomo; e apoiar a evolução da comunidade e da infraestrutura pelo desenvolvimento de tecnologias para plataformas de informação e controle. Através destas iniciativas, a Hitachi vem trabalhando para criar uma sociedade com baixa emissão de carbono e melhorar a qualidade de vida das pessoas na Ilha de Maui.

    Seis Iniciativas Inovadoras da Hitachi

    Resultados

    A chave para a solução: Uma operação de Veículo Elétrico e um sistema de controle de carga

    Este projeto de demonstração revelou que os VEs, que vêm ganhando popularidade, podem desempenhar um papel essencial no desenvolvimento de um sistema eficiente de rede inteligente. O excesso de energia gerado pode ser usado para carregar baterias dos VEs e a energia armazenada nas baterias dos VEs pode ser usada para estabilizar o uso da eletricidade gerada por fontes renováveis. Desta forma, os VEs tornam-se uma parte importante da infraestrutura energética que não depende de combustíveis fósseis. Com base nesta ideia, a Hitachi criou um centro de controle energético para gerenciar o carregamento de VEs. Além disso, a Hitachi criou estações de Carga Rápida de VEs com base na análise do fluxo de tráfego, localização de destinos principais e conveniência geral dos usuários, e começou as demonstrações de teste em dezembro de 2013. Após ligar este sistema a sistemas de geração de energia eólica em operação em Maui e à rede, a Hitachi tem utilizado a TI para realizar a demonstração de uma operação de VE e de um sistema de controle de carga que envolve vários tipos de estações de carga rápida e de tecnologia de resposta à demanda do usuário. O trabalho próximo a parceiros e voluntários locais vem sendo essencial para o avanço desses esforços. Durante este projeto, particularmente, a Hitachi demonstrou o valor da "Criação Colaborativa" para desenvolver novos sistemas.

    • Estação de Carga Rápida de VEs

    • A Hitachi colaborou com mais de 200 voluntários e partes interessadas locais no projeto JUMPSmartMaui.

    Visão

    Projeto de demonstração evolui para aumentar o uso eficiente de energia renovável

    A Hitachi estabeleceu a tecnologia de veículo para rede (vehicle-to-grid, V2G), que utiliza a capacidade de descarga elétrica de VEs para alimentar a eletricidade de volta à rede, e também conduziu o gerenciamento integrado desses VEs, baterias de armazenamento e outros tipos de fontes de energia dispersas. Isto resultou na expansão das UEVs (Usinas de Energia Virtuais), uma tecnologia que contribui para equilibrar a oferta e a demanda de energia em toda a ilha, em um sistema de demonstração. Também foram realizadas uma análise e avaliação dos efeitos da rede inteligente, uma avaliação da economia do sistema configurado e a construção e verificação de um modelo de negócios de um sistema que compreende uma sociedade de baixo carbono para as regiões insulares.

    Com base no sucesso destes projetos, a Hitachi continuará desenvolvendo soluções inovadoras que combinam tecnologia de informação e de controle. A Hitachi também continuará trabalhando para estabelecer sistemas, cujo propósito é aumentar o uso eficiente e em constante crescimento de energia renovável e de VEs.

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    O projeto de demonstração foi concluído em fevereiro de 2017. Alguns dos equipamentos utilizados para demonstração terminaram a operação e foram removidos.

    Data de Publicação: Fevereiro 2018