Engenharia das redes elétricas do futuro
Padronização e industrialização desde o início
À medida que nos aproximamos de uma sociedade totalmente elétrica, a atual infraestrutura de energia exigirá uma transformação e expansão maciças. Por exemplo, tanto as redes de distribuição como as redes de transmissão terão de ser grandemente expandidas para lidar com a descentralização, bem como com as quantidades significativamente maiores de energia que serão necessárias no futuro. Esta tarefa hercúlea só pode ser realizada através da normalização, industrialização e automatização. O lema aqui é "aprender com a indústria" - a engenharia de máquinas, por exemplo, conta há anos com plataformas E-CAD que podem planear e representar projetos inteiros. Estas também cumprem um dos pré-requisitos centrais para a normalização na produção - e para a utilização de gémeos digitais ao longo de toda a vida útil de um sistema (de comutação).
Representação das vias de energia para um posto de transformação no Eplan Electric P8.
Os factos são conhecidos e são sustentados pelo projeto do Plano de Desenvolvimento da Rede 2037/2045 da Alemanha, entre outros documentos. As redes de transporte e de distribuição terão de ser largamente expandidas para ligar o aumento planeado das energias renováveis à rede e transmitir esta energia adicional aos consumidores. Para o efeito, só na Alemanha, serão construídas anualmente vários milhares de novas estações de rede. Para além disso, há milhares de estações e subestações que têm de ser convertidas ou melhoradas. Toda a indústria da energia visa a sociedade totalmente elétrica, na qual outras fontes de energia - em especial os principais combustíveis fósseis, como a gasolina e o gasóleo (mobilidade) e o gás natural (aquecimento) - serão substituídos pela eletricidade. Isto aumentará tremendamente a procura de eletricidade e as redes elétricas terão de se tornar muito mais flexíveis. Não é preciso muita imaginação para reconhecer que a quantidade de expansão e conversão necessária para as estações de rede local e as estações de transformação não pode ser alcançada com os atuais métodos de conceção e produção.
A normalização e a industrialização são o caminho a seguir
Como é que esta procura pode ser satisfeita de forma fiável nas fases de desenvolvimento e planeamento, bem como no fabrico e nas operações posteriores? A resposta a esta questão está indissociavelmente ligada ao sucesso da transição energética. As empresas que conseguirem resolver estas questões têm a oportunidade de realizar um potencial de crescimento considerável. Vale a pena olhar para a indústria, em particular para a engenharia mecânica. Os seus produtos - máquinas - baseiam-se principalmente em séries de produtos normalizados que podem, no entanto, ser adaptados a encomendas específicas.
Aprender com a engenharia mecânica - configuração em vez de construção
A padronização da engenharia elétrica começa durante a fase de conceção e/ou planeamento do projeto. Os engenheiros de conceção utilizam um projeto modelo que modificam para cada projeto relacionado com a encomenda, ou - melhor ainda - trabalham com um configurador de esquemas, como o Eplan eBUILD, no qual basta clicar em funções, características, variantes e opções. Os esquemas, listas de materiais e outros documentos são então criados automaticamente.
O Eplan é indispensável neste exigente campo da engenharia elétrica apoiada por TI e parcialmente automatizada. Isto não se aplica apenas à introdução no mercado, mas também à automatização de projetos elétricos. A consistência dos dados, tanto horizontalmente (através dos vários passos do planeamento do projeto, desde o pré-planeamento com o Eplan Preplanning até ao comissionamento e mais além) como verticalmente (através de operações individuais e incluindo fornecedores, por exemplo, para a pré-montagem de cabos) oferece às empresas um potencial completamente novo para uma maior consistência dos dados.
Postos de transformação compactos e inteligentes tornam possível a transição energética (armário compacto AX da Rittal).
As vantagens da padronização
A utilização de um sistema CAE deste tipo é ideal para operadores de redes elétricas e/ou sistemas de energia descentralizados (por exemplo, infra-estruturas de carregamento em combinação com unidades de armazenamento de energia ou fontes de energia renováveis, como a fotovoltaica) que planeiam agora acelerar os seus processos através da digitalização e da automação (parcial). Afinal, as empresas estariam assim a lançar as bases para a normalização, que oferece inúmeras vantagens por diversas razões, bem como para a consistência dos dados em todo o processo de engenharia e fabrico. Isto também acelera consideravelmente a manutenção e a assistência técnica durante a operação posterior do sistema de energia ou da subestação.
A consistência é tudo
Em primeiro lugar, os operadores beneficiam de múltiplas vantagens, incluindo o facto de os fornecedores dos módulos de tecnologia de proteção e controlo poderem continuar a trabalhar sem problemas com a documentação desde a fase de planeamento do projeto e poderem acrescentar a sua engenharia de detalhe ao projeto existente. Este facto é acompanhado por uma aceleração e racionalização consideráveis da conceção e da produção destes módulos. Os operadores podem dar este passo sem qualquer risco, uma vez que a engenharia elétrica normalizada e automatizada do Eplan já é amplamente utilizada por muitos intervenientes no ecossistema da rede elétrica. Muitos fornecedores já utilizam o software e estão, como tal, intimamente familiarizados com esta solução de outros projetos industriais. A entrega de sistemas de comutação e transformadores, incluindo a documentação em Eplan, também faz parte do repertório padrão de muitas empresas de fabrico. Assim, a consistência dos dados é garantida em toda a documentação completa para a operação posterior dos sistemas.
Uma plataforma comum para todos os intervenientes no processo de conceção
Outra vantagem desta forma de esquematizar - que ainda não é comum no setor da eletricidade - é que todos os envolvidos no projeto estão sempre a trabalhar a partir da mesma versão do ficheiro. Isto é válido, por exemplo, para os operadores que pretendam consultar o estado atual do processo de conceção (através da função Viewing), para os fornecedores que necessitem de informações ou para os promotores que estejam a trabalhar a partir de diferentes locais. Isto torna a fase de planeamento mais eficiente, aumenta a transparência de todos os processos e ajuda a evitar erros que ocorrem quando os participantes estão a trabalhar com diferentes versões de um projeto.
Não apenas para baixa tensão
Na engenharia de máquinas, a plataforma Eplan é utilizada quase exclusivamente para o planeamento e conceção de sistemas elétricos na gama de baixa tensão. No entanto, isso não significa que a solução se limite a isso. Na realidade, o software pode representar qualquer nível de tensão. O Eplan pode ser utilizado para planear e conceber subestações completas, incluindo as que possuem sistemas de média e alta tensão, e existem fabricantes de armários de controlo e de sistemas de comutação bem conhecidos que têm vindo a utilizar extensivamente o software Eplan há vários anos. A consistência dos dados nos processos de planeamento e produção é outra caraterística especial. Uma vez que a Eplan é uma afiliada da Rittal, o fabricante líder de armários de controlo e sistemas de comutação, existe uma ligação particularmente estreita entre o software Eplan e os componentes de hardware da Rittal (incluindo armários de controlo, sistemas de comutação, fontes de alimentação, controlos climáticos, etc.).
A informação técnica sobre sistemas de baixa tensão é tida em conta no programa.
A conceção tridimensional permite trabalhar com gémeos digitais (Eplan Pro Panel).
Exemplo para descarregar: modelo de projeto de um posto de transformação
De acordo com o princípio de que nada é mais convincente do que um exemplo do mundo real, a Eplan apresentou um projeto modelo para a indústria energética na feira SPS em meados de novembro do ano passado. Trabalhando em conjunto com os clientes, foi desenvolvido um posto de transformação com sistemas de média e baixa tensão com base na Plataforma Eplan e disponibilizado como um projeto na Nuvem Eplan. Postos de distribuição, postos de alimentação ou sistemas mistos podem ser planeados com base neste projeto industrial padrão, assim como sistemas de armazenamento de energia para energias renováveis. É quase desnecessário dizer que a lista de equipamentos especificamente necessários para o setor da energia é um dos documentos criados automaticamente durante o processo de planeamento.
Engenharia elétrica na construção de máquinas e instalações? Experimente
Este projeto fornece aos envolvidos na engenharia elétrica um modelo prático para o planeamento de sistemas de comutadores na gama de média e baixa tensão. Inclui as funções tradicionais do software Eplan, tais como as renderizações unilineares e multilineares (unipolares e multipolares), o design 3D para layouts de montagem e análises (incluindo diagramas de bornes). As fontes de alimentação ininterrupta e a alimentação de eletricidade a partir de sistemas fotovoltaicos também estão incluídas. A produção subsequente também é abrangida, uma vez que todos os dados podem ser transferidos diretamente para o fabrico e utilizados tal como estão. Para uma boa medida, componentes centrais como armários de controlo, placas de montagem, distribuidores de alto desempenho para baixas tensões e os componentes de distribuição de energia do portfólio da Rittal já estão instalados ou previstos no modelo.
Fluxos de trabalho consistentes - até à produção e para além dela
Uma grande vantagem deste novo conceito de planeamento é que a utilização da Plataforma Eplan não termina com a produção e comissionamento da subestação. Os dados dos armários de controlo podem ser descarregados a partir do Eplan Data Portal e as máquinas de processamento da Rittal Automation Systems podem ser controladas a partir do gémeo digital do sistema de comutação. Além disso, o Rittal ePocket - um porta documentos digital - tem sempre a documentação atual do sistema à mão. Pode ser guardada, gerida e partilhada no Eplan Cloud - e assim forma a base para a manutenção, serviço ou posterior modernização da estação.
Em conclusão: um novo ecossistema para o setor da energia
Quando todas as partes interessadas a utilizam, a plataforma cria um ecossistema para o setor da energia que pode e deve ser utilizado não só pelos fabricantes de componentes da rede e de armários de controlo, mas também, por exemplo, por integradores de sistemas, projetistas e operadores de rede. É assim que as empresas inovadoras dos setores da engenharia mecânica e industrial trabalham há anos: normalizadas e automatizadas. Uma vez que os requisitos para o setor da energia estão a convergir com os do setor industrial - planeamento e fabrico eficientes de um número significativamente maior de sistemas normalizados com um elevado número de variantes - chegou o momento de tirar o máximo partido das vantagens desta abordagem.
