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Meus colegas e eu desenvolvemos um sistema de inteligência artificial que ajuda os edifícios a mudar o uso de energia para horários em que a rede elétrica está mais limpa.
Sou um engenheiro que estuda e desenvolve edifícios inteligentes. Meu laboratório criou o Merlin, que aprende como as pessoas usam energia em suas casas e ajustam controles de energia, como termostatos, para atender às suas necessidades, ao mesmo tempo em que minimiza o impacto na rede. O sistema pode aprender em um conjunto de edifícios e ocupantes e ser usado em edifícios com diferentes controles e padrões de uso de energia.
Nós o batizamos de Merlin em homenagem ao lendário mágico do Rei Arthur para refletir a natureza mágica do sistema: ele coleta automaticamente dados sobre como as pessoas usam energia em suas casas e identifica oportunidades para carregar e descarregar o armazenamento de baterias domésticas. E ele faz isso de uma forma que você sempre tem energia para o que precisar. Então seu ar condicionado está sempre disponível, mas ao mesmo tempo reduz a tensão na rede – por exemplo, durante os picos da tarde.
Se a demanda ultrapassar a geração disponível, as concessionárias normalmente pedem aos clientes para ajustar seus termostatos e reduzir suas cargas. Se isso não for suficiente, apagões são possíveis. É aí que a Merlin entra. Ao gerenciar o uso de energia em residências de forma mais inteligente, a Merlin ajuda a equilibrar o fornecimento de energia, tornando as redes elétricas mais estáveis e confiáveis. A Merlin gerencia o uso da bateria da casa pela rede, mantendo o consumo normal de energia da casa.
Por que isso importa
Para lidar com as mudanças climáticas, a sociedade precisa fazer a transição para a geração de energia elétrica exclusivamente usando fontes de combustível não fóssil, como solar, eólica e nuclear. Além disso, todos os eletrodomésticos ou usos finais – aquecimento, cozimento, secagem de roupas – devem ser eletrificados. Uma transição semelhante está acontecendo com os carros, mudando de veículos com motor de combustão interna para veículos elétricos a bateria. No entanto, a maioria das fontes de energia renováveis não são despacháveis, o que significa que as empresas de energia não podem simplesmente ligá-las quando necessário.
Isso requer uma mudança fundamental de um sistema de energia centralizado, onde uma usina de energia gera toda a eletricidade necessária, para um mais descentralizado ou distribuído. Em sistemas descentralizados, a energia é gerada nas bordas da rede – por exemplo, em casas com painéis solares – e casas e prédios de escritórios podem armazenar energia em baterias.
Casas e prédios de escritórios também tentam ativamente reduzir ou mudar suas cargas para reduzir suas demandas na rede. Isso significa menos apagões e menos desperdício de energia. Além disso, usar energia de forma mais eficiente ajuda a reduzir as emissões de gases de efeito estufa.
Jens Büttner/picture alliance via Getty Images
Que outras pesquisas estão sendo feitas
Pesquisadores estão trabalhando em várias maneiras de tornar os edifícios mais inteligentes e melhores em mudar seu uso de energia. Na verdade, o Departamento de Energia dos EUA criou um roteiro nacional para desenvolver tais edifícios eficientes interativos com a rede para triplicar a eficiência energética e a flexibilidade da demanda de energia dos edifícios até 2030. Em 2021, o departamento financiou 10 projetos de parcerias público-privadas com seu programa Connected Communities para desenvolver e testar tecnologias para edifícios interativos com a rede.
A Agência Internacional de Energia apoiou uma variedade de programas nos quais pesquisadores estão trabalhando em aplicativos de software para permitir operações de edifícios mais inteligentes, edifícios com flexibilidade energética e, mais recentemente, controle de edifícios integrado à rede.
Todos esses programas e desenvolvimentos se concentram em sistemas de controle avançados e na promoção da adoção de tecnologias inteligentes para otimizar o uso de energia, semelhante ao Merlin.
Qual é o próximo
O próximo passo é testar sistemas como o Merlin em mais comunidades sob condições realistas e entender o quão bem eles funcionam em diferentes lugares e condições. É importante que coletemos feedback sobre as experiências dos usuários e os integremos em nossos próximos protótipos para garantir a aceitabilidade dos sistemas de IA que gerenciam a energia doméstica das pessoas. Nosso objetivo é tornar esses sistemas fáceis de usar e acessíveis para que todos possam se beneficiar de casas mais inteligentes e ecológicas.
O objetivo é que cada bairro tenha casas que compartilhem energia como uma equipe, sempre garantindo que haja energia suficiente para todos e usando o mínimo possível da rede elétrica.
O Resumo de Pesquisa é uma breve análise de um trabalho acadêmico interessante.
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