Smart Grid para controle de demanda residencial com

microgeração de energia

Eliana Rodrigues Martins1; Felipe Agnello Delmando 2; Gabriel de Andrade Reis3 ;

Gabriel de Campos4 & Rafael Nunes da Silva5.
Orientador: Prof. Romildo De Campos Paradelo Junior.
Co-orientador: Prof. Daniel Ribeiro Gomes.
TG-03-2015-MX
1,2
Graduandos do Curso de Engenharia Elétrica, Ênfase Eletrotécnica, da USJT, turma de 2015.
e-mail1: rm_eliana@yahoo.com.br; e-mail2: felipe.delmando@yahoo.com
3,4,5
Graduando do Curso de Engenharia Elétrica, Ênfase Eletrônica, da USJT, turma de 2015
e-mail³: gabriel.andradereis@gmail.com; e-mail4: gabrieldecampos91@gmail.com;
e-mail5: nunesrafael464@gmail.com.

Resumo -. O trabalho tem como objetivo demonstrar o funcionamento de uma rede elétrica residencial
inteligente (Smart Grid) com o fornecimento sendo efetuado pela concessionária de serviços públicos, ou através
da geração alternativa de energia com a utilização de recursos renováveis (microgeração solar).
Para demonstrar o funcionamento e a empregabilidade é utilizado um modelo em menor escala, constituído por
cargas com potências menores que as convencionais, visando simular o comportamento real do sistema
residencial. As medições de consumo, demanda dos circuitos terminais, previsões de gasto mensal, informações
sobre o sistema de microgeração solar, e demais informações e configurações são acessíveis ao usuário através
de uma interface elaborada para computador. A comunicação entre o microcontrolador localizado na placa
principal e os periféricos de controle é realizada através do padrão de comunicação ZigBee®.

Abstract -. This study aims to demonstrate the operation of a smart home power grid (Smart Grid) with power
provided by the public distribution company or by alternative power generation using renewable resources (solar
microgeneration).
In order to demonstrate its operation and application, a smaller scale model is used, made up of loads with lower
power than conventional , aiming to simulate the real behavior of the residential system. The consumption
measurements, the terminal circuits' demands, monthly spending figures, information about the solar
microgeneration system and other information and configuration are accessible to the user through an elaborate
computer interface. The communication between the microcontroller located on the main board and the
peripherals of control is made through the ZigBee® standard.

Palavras-chave: Smart Grid, Redes Inteligentes, Zigbee®, Geração Fotovoltaica, Consumo, Demanda.

Introdução Elétricas Inteligentes são: a descentralização do

controle e da operação das redes de energia
O conceito de Smart Grid consiste na utilizando-se da comunicação de mão dupla entre a
implantação de medidores inteligentes e concessionária e a casa do consumidor (interação
dispositivos de controle associados ao sistema de do usuário), monitoramento bem detalhado com a
potência residencial e a rede de distribuição de utilização de componentes tecnológicos avançados
energia. A utilização desse sistema permite uma (Smart Devices), possibilidade de um melhor
série de vantagens sobre o monitoramento do aproveitamento das fontes de energia renováveis,
consumo/demanda residencial e o modo como a métodos de controle avançados e medidores
distribuição de energia opera atualmente. As inteligentes (Smart Meter), além de interfaces para
principais vantagens proporcionadas pelas Redes o auxilio de decisão para o consumidor. Outras
vantagens nesse novo sistema que podem acelerar residência está consumindo e, caso seja necessário,
sua implementação dentro do cenário nacional são: venha a tomar medidas de controle cabíveis. Isto
a redução de instalações irregulares e os constantes faz também com que haja uma familiaridade maior
aumentos da demanda de energia. das pessoas com alguns conceitos na utilização de
A melhor empregabilidade das fontes de energia que estão presentes e são corriqueiros no
energia renováveis em conjunto com as redes dia a dia.
elétricas residenciais inteligentes será demonstrada
com a utilização de um sistema de microgeração Sustentabilidade
solar atuando em conjunto com a rede da
concessionária de energia. Esse sistema utiliza-se O trabalho conta com uma fonte auxiliar
de painéis compostos por células fotovoltaicas que, renovável para geração de energia. Energias
através do Efeito Fotovoltaico, convertem a energia renováveis são aquelas provenientes de recursos
luminosa proveniente da irradiação solar em naturais encontrados em abundância na natureza e
energia elétrica. Os diferentes tipos de sistemas que são ditas assim como inesgotáveis.
fotovoltaicos se distinguem por estarem, ou não, A utilização da energia solar para obter
conectados a rede de distribuição de energia elétrica energia limpa vem crescendo a cada dia com o
ou por serem instalados em conjunto com outra surgimento de novas tecnologias. Além disso, o
fonte geradora de energia. Os sistemas chamados projeto é focado na redução do consumo de energia
de isolados ou autônomos (off-grid) abastecem elétrica com a criação de um ambiente de
diretamente os equipamentos e aparelhos que irão monitoramento da rede elétrica que será
utilizar a energia gerada sem estarem conectados à configurado pelo usuário final, a fim de criar uma
rede elétrica e, de um modo geral, necessitam de consciência do uso correto da energia.
alguma forma de armazenamento de energia. Estes
sistemas são compostos basicamente por painéis Metodologia
solares, inversores, controladores de carga e
baterias (acumuladores). O projeto pode ser dividido em duas
Para atingir os objetivos do projeto foi etapas: do Hardware formada por medição,
elaborado um sistema de monitoramento de controle, microgeração e chaveamento, e do
consumo, combinado com um circuito de Software formada pela interface de visualizações de
chaveamento e dimerização controlados por um informações, configurações do sistema e cálculos
software supervisório para computador. de consumo e demanda.
O software supervisório será a interface
entre o usuário e o sistema, sendo que nele o cliente  Hardware: Placa Dedicada.
pode visualizar as informações de consumo (em
kWh ou R$), a geração de energia solar, previsão Para atingir o objetivo do projeto há
de gasto mensal em gráficos ou tabelas. Além necessidade de convergir toda a informação obtida
disso, ele terá discriminado o valor de todos os através do medidor de entrada e sensores para
fatores/parâmetros que influenciam no valor total algum componente que possa processar esses dados
de sua conta (impostos, bandeira tarifária vigente, e controlar o sistema; Para isso foi desenvolvida e
etc.). Esse software será instalado somente em montada uma placa, conforme ilustrado na figura 1,
sistemas operacionais Windows® (Microsoft) e que irá processar os dados e intercomunicar sem a
necessita de conexão com a internet para fazer os utilização de fios.
downloads automáticos que atualizarão os valores
das tarifas e tributos.
O presente artigo aborda os aspectos de
responsabilidade social, sustentabilidade,
metodologia e resultados do projeto. Ao final deste
documento são apresentadas as conclusões e
sugestões para desenvolvimento de trabalhos
futuro.

Responsabilidade Social do Trabalho

As redes elétricas inteligentes são

importantes para criação de uma mentalidade de
consumo de energia consciente por parte do usuário Figura 1: Placa de circuito impresso dos módulos de
residencial, fazendo com que este tenha total medição e controle
conhecimento do quanto cada circuito de sua
• Fonte Chaveada A tensão de saída dessa fonte é de 12Vcc.
Para obter os demais valores, foram utilizados dois
Todas as placas, exceto a principal, circuitos de regulação: um utilizando o “LM7805”,
poderão ser energizadas de três formas diferentes: que é um regulador de tensão 5V/1A e outro com o
conectada à rede, alimentada por bateria ou ligada a “LM1117-3.3”. Assim foi possível obter os valores
uma fonte externa. Quando se utiliza a rede elétrica necessários de tensão de saída: 12V; 5V; 3,3V. A
diretamente há a necessidade da conversão dessa figura 4 ilustra os circuitos elétricos dos
tensão para DC com a correção dessa para 12V, 5V reguladores de tensão.
ou 3,3V. A primeira fase da conversão da tensão da
rede é na ponte retificadora onda completa,
utilizando quatro diodos “1N4007” e um capacitor
na saída do circuito, conforme figura 2.

Figura 2: Circuito elétrico para retificação.

Para que o microcontrolador possa realizar

a medição da tensão de entrada foi usado um
divisor de tensão R7 e R9, este rebaixa a tensão de Figura 4: Circuitos elétricos dos reguladores de tensão.
400 V (tensão máxima de alimentação do circuito)
para 3,3V (tensão máxima suportada pelo • Comunicação
microcontrolador), usando a lei de ohm obtemos a
equação 1 para calcular a tensão da rede a partir da Existem dois protocolos de comunicação
tensão lida pelo microcontrolador. Nesta equação no projeto: MODBUS® RTU (Medidor de entrada e
os valores 2,94x10³ e 357x10³ representam os Microcontrolador) e ZigBee® DigiMesh
valores de R9 e R7 respectivamente e Vrede é a (microcontrolador 1 e microcontrolador 2).
tensão de alimentação da placa. O microcontrolador tem como padrão
utilizar o protocolo UART para comunicação serial.
, ³ Deste modo, para que este se comunicasse com o
= (1) computador foi necessário utilizar um conversor
, ³
para RS232, o MAX232, conforme ilustrado na
O “+HV” (tensão retificada) é conectado figura 5.
ao CI “VIPer22” utilizado para combinar um
controlador PWM com um MOSFET, que vem a
ser o mais importante componente para elaboração
da fonte chaveada tipo buck. O conjunto para
funcionamento da fonte de alimentação conta ainda
com três diodos “MUR160” (Retificadores Super
Rápidos – 1A) e capacitores de filtro, conforme
apresentado na figura 3.
Figura 5: Circuito elétrico da pinagem do chip MAX232.

A comunicação sem fio entre as placas de

controle é feita através de módulos XBee PRO série
1, que através do protocolo ZigBee® DigiMesh
envia e recebe dados a uma distância máxima de
aproximadamente 100 metros em ambientes
internos.
Foi utilizada a arquitetura DigiMesh para
que, caso seja cortada à comunicação com
quaisquer placas, as demais não percam a
Figura 3: Circuito elétrico da fonte chaveada.
comunicação com a unidade central. Na figura 6 é • Medição
apresentada a arquitetura DigiMesh.
Para obtenção do consumo que será
apresentado ao usuário no software supervisório, há
a necessidade de amostrar os valores de tensão e
corrente em cada circuito e com esses valores fazer
a medição indireta.
Para medição de tensão do painel
fotovoltaico, foi utilizado outro divisor de tensão
Figura 6: Imagem ilustrativa da arquitetura DigiMesh.
(R16 [8k66] e R17 [1k]). Utilizando a lei de ohm
obtivemos a expressão 2 que representa a tensão do
A troca de informação entre a placa
painel fotovoltaico a partir da tensão lida pelo
principal e o medidor de entrada é feita através do
microcontrolador. Outro divisor igual a este é
padrão de comunicação serial RS485, utilizando
utilizado para a medição de tensão da bateria que
protocolo de comunicação MODBUS® RTU, com a
armazena a potência gerada pelo painel
utilização de um cabo conversor de RS485 para
fotovoltaico.
RS232.
³
• Chaveamento e Dimerização = (2)
, ³
O chaveamento é controlado pelo
microcontrolador que muda os estados do relé entre Os valores 1x10³ e 8,66x10³ represntam os
ligado e desligado utilizando um buffer, resistores do divisor de tensão (figura 9), neste
“ULN2003A”, apresentado na figura 7. caso, R17 e R16 respectivamente, Vcirc é a tensão
a ser medida, ou seja, a tensão do painel
fotovoltaico ou a tensão da bateria.

Figura 7: Circuito elétrico do Buffer.

Esse microcontrolador não pode ser Figura 9: Circuito elétrico do divisor utilizado no
conectado diretamente ao circuito, pois ele é muito monitoramento da tensão.
sensível à qualquer variação de parâmetros ou
ruído, então foi utilizado um optoacoplador para Para obter o valor de corrente de cada
isolá-lo do sistema de potência. circuito residencial (essencial, não essencial e
O acionamento das cargas é feito através iluminação), foi utilizado um sensor de corrente
do controle de um conjunto de relés modelo 55 linear por efeito Hall, “ACS712”, conforme
(Finder) que será conectado em série com os ilustrado na figura 10.
circuitos. Já a dimerização é realizada utilizando
um algoritmo para detecção do estado “0” no
microcontrolador, que controla a entrada de um
TRIAC, e por sua vez altera a potência das cargas
na saída. A figura 8 ilustra este circuito.

Figura 10: Circuito elétrico da pinagem do sensor de

corrente ACS71.

Figura 8: Circuito elétrico do funcionamento do TRIAC. • Processamento

A unidade principal das placas, o

microcontrolador “dsPIC33EP256GM306”, faz
toda a análise e cálculo para o correto  Hardware: Sistema de Microgeração
funcionamento do projeto. Foi adicionado ao Fotovoltaica
circuito do PIC uma memória externa E²PROM
8Kb, “24LC08A”, para que no caso de falta de
alimentação do sistema de controle, as informações
do consumo residencial continuem salvas.

 Hardware: Medidor de entrada inteligente.

O medidor de entrada inteligente utilizado

é o PowerLogic® da Schneider Electric, modelo
PM210, apresentado na figura 11, que é um produto
de fácil manuseio e de baixo custo que oferece as
medições básicas e necessárias para o Figura 12: Sistema de Microgeração Fotovoltaica
monitoramento de uma instalação elétrica.
As leituras de energia e demanda fornecem • Painel Fotovoltaico
as informações necessárias para medição e controle
dos custos de energia através de uma interface A parte de microgeração solar é
intuitiva com menus de navegação contextuais e constituída por um painel fotovoltaico da marca
telas concisas com indicações por barras, que Yingli modelo YL055P 17b 2/5 com potência total
permitem o diagnóstico do sistema rapidamente. A de 55 Wp1 e tensão de funcionamento de 12 Vcc,
tela de energia apresenta as energias ativa, reativa e podendo suprir um consumo médio de 165 Wh/dia
aparente total. A tela de demanda apresenta as em condições favoráveis.
potências ativa, reativa e aparente total. As telas de Quando é realizada a instalação, duas
corrente e tensão fornecem os valores instantâneos condições devem ser observadas para maximizar a
e de pico para cada fase auxiliando o usuário a captação de energia: a orientação e a inclinação do
compreender a carga e o desempenho de cada painel. A orientação é realizada com base na
circuito. orientação do globo terrestre, sendo que o painel
Este medidor está instalado na parte frontal deve estar voltado sempre para a linha do Equador.
do painel para que haja uma melhor visualização de Desta forma, para um painel instalado no
seus parâmetros durante o funcionamento do hemisfério norte esta orientação corresponde ao sul,
conjunto. e para um painel instalado no hemisfério sul esta
A comunicação entre o medidor inteligente orientação corresponde ao norte. Já a inclinação
e a placa central de monitoramento é realizada deve ser igual à latitude do local onde o sistema
através de uma porta RS485 por protocolo será instalado. Já a inclinação deve ser igual à
Modbus® RTU. latitude do local onde o sistema será instalado,
porém tais condições não se aplicam ao projeto já
que este é simulado em um ambiente fechado,
utilizando-se de três refletores, lâmpadas halógenas
de 500 W para a iluminação das células
fotovoltaicas, representando a ação do Sol. A
Figura 13 mostra a imagem do painel fotovoltaico
que é utilizado no projeto para conversão da
energia luminosa em energia elétrica.

Figura 11: Medidor de grandezas elétricas da Schneider

Electric, modelo PowerLogic® PM210.

Figura 13: Painel Fotovoltaico Yingli YL055P 17b 2/5.

1
Wp (watt-pico) é a unidade de medida utilizada para
painéis fotovoltaicos. É a potência máxima em Watts
fornecida por um painel em condições ideais.
• Inversor CC/CA

A energia luminosa convertida em energia

elétrica pelo painel solar deverá passar pelo
inversor CC/CA para posteriormente alimentar as
cargas. O inversor utilizado é da marca Multilaser,
conforme ilustrado na figura 14, apresentando
potência máxima de funcionamento de 150 W,
sendo responsável pela conversão da tensão CC em Figura 16: Controlador de carga Epsolar Landstar,
CA (12 Vcc para 127 Vca). modelo LS0512.
• Cargas

Para a simulação das cargas residenciais

utilizamos quatro lâmpadas, sendo que a
representação de cada circuito é feito da seguinte
forma:

• Circuito 1: Lâmpada LED de 8W dimerizável;

Figura 14: Inversor CC/CA. • Circuito 2: Lâmpada Incandescente de 60W;
• Circuito 3: Lâmpada Incandescente de 60W;
• Bateria • Circuito 4: Lâmpada LED de 13W.

Nos momentos em que a energia gerada é  Hardware: Interconexão do sistema.

maior do que a demanda da carga à ela destinada,
ou até mesmo quando não houver demanda por O controle é feito de modo que as cargas
parte de nenhum circuito, essa energia gerada e não possam ser alimentadas tanto pela rede de energia
utilizada de imediato será armazenada em uma da concessionária quanto pela energia gerada
bateria selada 12V e 7Ah, de chumbo ácido, através das células fotovoltaicas localizadas no
regulada por válvulas (VRLA) da marca Unipower, módulo solar, ou mesmo pela unidade de
modelo “UP1270SEG”, conforme ilustrado na armazenamento composta pela bateria.
figura 15. Na Figura 17 é possível observar a
representação completa do sistema, mostrando que
a medição é feita separadamente (concessionária e
solar), além de mostrar a integração com o
microcontrolador e seu fluxo passando pelo Triac,
carga e retornando para a medição.

Figura 15: Bateria Unipower UP1270SEG.

• Controlador de carga

Antes de chegar à bateria, a energia passa

por um controlador de carga, que tem a função de
proteger a bateria de ser sobrecarregada, ou
descarregada profundamente, e assim garantir, que
a energia seja armazenada com maior eficácia na
bateria. Este equipamento também é importante
para evitar o retorno indevido de energia para o
painel.
O controlador de carga utilizado no projeto Figura 17: Representação em blocos do sistema de
é da marca Epsolar Landstar, modelo LS0512, comando.
conforme figura 16, suporta até 5A, suportando
uma corrente de até 5A na tensão de operação igual  Software: Interface para o usuário.
a 12 Vcc. O equipamento possui o algoritmo de
carga da bateria por PWM (Pulse Width A parte do Software engloba toda a
Modulation) de alta eficiência. interface entre o sistema e o usuário, sendo possível
a este determinar diversos parâmetros e  Software: Configurações.
peculiaridades do funcionamento e da demanda de
energia da residência. Através da interface principal do programa
Através de um programa elaborado para de comando para o usuário é possível, que este
computador e dedicado ao sistema o usuário poderá tenha acesso ao menu de configurações. Neste
visualizar diversas informações, tais como: menu o usuário poderá fazer as seguintes escolhas:

• Visualização de gráficos e tabelas com o • Utilizar o sistema no modo automático ou

consumo mensal e diário de energia; manual;
• Acompanhar o consumo em quilowatt hora • Definir quais serão os circuitos essenciais;
(kWh) ou em reais (R$); • Determinar um valor de consumo máximo em
• Previsão da despesa mensal; reais ou quilowatt hora;
• Verificar alarmes; • Determinar quais os circuitos prioritários
• Configurar o sistema. alimentados pelo sistema de microgeração.
• Obter informações do sistema de microgeração, A figura 18 ilustra a interface principal do
dentre os quais: quantidade gerada de energia programa.
fotovoltaica, nível de bateria e consumo.

 Software: Cálculos de tarifas e tributos.

Para a realização do cálculo do gasto em

Reais alguns parâmetros importantes devem ser
levados em consideração. São eles a Tarifa de Uso
dos Sistemas Elétricos de Distribuição (TUSD) e a
Tarifa de energia (TE), sendo que esta última deve
ser somada ainda com a Bandeira Tarifária que
varia conforme o custo de geração de energia
elétrica no país. As bandeiras podem variar entre Figura 18: Interface principal do programa
verde, que é utilizada quando há condições
favoráveis de geração de energia, bandeira amarela Vale ressaltar que, caso o usuário escolha
utilizada quando as condições de geração são manter as configurações no modo “Automático”, ao
menos favoráveis sendo que a tarifa sofre um aproximar-se de exceder o gasto máximo
acréscimo de R$ 2,50 para cada 100 kWh configurado, o software enviará avisos de que os
consumidos, e por último a bandeira vermelha que circuitos que não são essenciais serão desligados.
é utilizada quando as condições de geração são Quando passar desse valor máximo, os circuitos
mais onerosas fazendo com que a tarifa sofra um serão desligados após 30 minutos com as cargas
acréscimo de R$ 4,50 para cada 100 kWh podendo ser religadas sob duas condições:
consumidos. Ainda deve se somar a carga tributária • Ao fim do mês;
referente ao sistema elétrico nacional, que são os • Com o usuário alterando o parâmetro para
Programas de Integração Social e de Formação do “Manual”.
Patrimônio do Servidor Público (PIS/PASEP), a
Contribuição Social para Financiamento da Quando em “Manual”, uma aba ficará
Seguridade Social (COFINS) e o Imposto sobre a disponível para o usuário na tela principal do
Circulação de Mercadorias e Serviço (ICMS). programa. Nessa aba o usuário poderá escolher
Os tributos são calculados e reajustados entre ativar ou não um circuito, independentemente
mensalmente pelas concessionárias de energia, do gasto atual.
enquanto que as tarifas e as bandeiras tarifárias
sofrem alteração em virtude dos custos com a Resultados
transmissão/distribuição e geração de energia
respectivamente. Estes valores devem ser Através da simulação do sistema de
atualizados no sistema de controle de consumo energia elétrica residencial, em menor escala, foi
residencial. Para isso, será utilizada uma página na possível verificar: o rendimento do sistema solar, o
web dedicada a se comunicar com o software consumo total e de cada circuito, a estimativa de
supervisório, para informar e atualizar estes custos em Reais, a previsão da energia que seria
parâmetros sempre que houver qualquer utilizada no mês corrente, a autonomia da bateria e
atualização. o modo de operação do sistema supervisório.
• Rendimento do Sistema de Microgeração Através do programa supervisório, também foi
Fotovoltaica observado a previsão de consumo mensal em kWh
e em Reais para que o usuário consiga controlar
O suporte do painel fotovoltaico foi seus gastos com a energia elétrica, conforme
desenvolvido para permitir variações na inclinação demonstrado na figura 19 abaixo. No gráfico, a reta
desse, através desta flexibilidade é possível vermelha indica o consumo máximo (150 kWh)
proporcionar diferentes rendimentos do sistema. Na configurado pelo usuário. E com base nas medições
tabela 1 são apresentados os parâmetros obtidos nos diárias realizadas (reta na cor azul) foi indicada a
testes: previsão de gastos (105 kWh – R$ 62,96 – reta na
cor laranja):
Inclinação Ângulo Tensão (V) Corrente (mA) Potencia (W)
1 70° 12,22 850 10,39
2 50° 12,18 740 9,01
3 40° 12,15 680 8,26
4 30° 12,11 600 7,27
5 25° 12,06 510 6,15

Tabela 1: Rendimento do sistema solar

• Circuitos

Através do software de monitoramento e

controle desenvolvido para o projeto foi possível Figura 19: Interface principal do programa
verificar parâmetros básicos diários, mas essenciais
de cada circuito conforme tabela 2 abaixo: • Bateria

Tabela 2: Parâmetros dos circuitos residenciais Efetuando o controle do sistema com a

alimentação realizada apenas pela bateria,
Circuito Corrente (mA) Tensão (V) Potência(Wh) observamos que esta tem a capacidade de prover 84
1 60,5 127 7,684 Wh. Sendo assim, a autonomia da bateria (estando
2 480 127 60,960 completamente carregada) pode suprir a
3 450 127 57,150 alimentação dos circuitos de acordo com o layout
4 106 127 13,462 determinado pelo usuário, conforme a tabela 5:

Foi estimado o consumo médio do circuito Tabela 5: Autonomina da bateria

interno de controle. Dessa forma, foi possível
calcular o valor do consumo total do projeto: Circuito Potência(Wh) Autonomia (hs)
1 7,68 10,93
Tabela 3: Consumo médio do projeto 2 60,96 1,38
3 57,15 1,47
Potência (Wh) 4 13,46 6,24
Circuitos 139,26 1+2 68,64 1,22
Circuito Interno (Estimado) 15,74 1+3 68,64 1,22
Total 155,00
1+4 21,15 3,97
2+3 118,11 0,71
Deste modo, concluímos que o consumo
2+4 74,42 1,13
máximo diário do projeto é de 3,720 kWh e o
consumo máximo mensal de 111,597 kWh. Com 3+4 70,61 1,19
base nisto, a estimativa do gasto mensal máximo 1+2+3 125,79 0,67
em Reais seria conforme a tabela 4 abaixo: 1+2+4 82,11 1,02
1+3+4 78,30 1,07
Tabela 4: Gasto mensal em Reais 2+3+4 131,57 0,64
1+2+3+4 139,26 0,60
Consumo (TUSD + TE + Bandeira) R$ 54,51
PIS 0,79 • Modo de operação
COFINS 3,62
ICMS 8,03 A interface simples e intuitiva do software
TOTAL DA CONTA R$ 66,95 faz com que haja uma maior familiaridade e
compreensão por parte do usuário de todo seu Quanto ao rendimento do sistema de
sistema elétrico residencial. geração solar, concluímos que a melhor inclinação
De acordo com a programação, o sistema é a de aproximadamente 70° (Posição 1 – conforme
obteve três estágios de funcionamento que figura 21), pois há maior intensidade da radiação
classificamos como: padrão, risco e emergência: luminosa artificial, devido a proximidade aos
refletores, e cobertura da área do painel
• Padrão fotovoltaico.

Utiliza a reserva de energia solar (bateria) ]

a maior parte do tempo possível. Quando o
consumo excede o valor da reserva do sistema de
geração solar, tensão na bateria for inferior à 11,6
V, emite um alerta e muda a origem do
fornecimento de energia. O sistema só será
alimentado novamente pela reserva de energia
quando a bateria atingir 12,6V. Abaixo a figura 20
demonstra a interface com os parâmetros de cada
circuito:
Figura 21: Inclinação 70°

O software supervisório foi capaz de

mostrar para o usuário quais circuitos apresentaram
maior consumo, quais os valores de impostos e
bandeira tarifária. Possibilitando ao consumidor
interação e conhecimento do sistema tarifário da
concessionária de energia elétrica.
A reserva de energia solar mostrou-se
eficiente quanto à alimentação alternativa dos
circuitos, porém com o rendimento baixo da
geração de energia pelo painel fotovoltaico (20% da
Figura 20: Interface dos parâmetros dos circuitos
potência nominal), concluímos que para efetiva
• Risco utilização desta energia (sem a bateria) seria
necessário a instalação de outros módulos solares.
O valor estimado do consumo excede o Apesar de conseguir atingir a maioria dos
definido pelo usuário como meta mensal. objetivos previamente traçados para a realização do
Ao se aproximar do valor definido como projeto, existem alguns itens que podem ser
meta, o sistema corta a distribuição de energia de propostos para o seu futuro aperfeiçoamento, como:
alguns circuitos que foram definidos como
secundários pelo próprio usuário. Estes circuitos só • Abordagem de outras funcionalidades por parte
voltaram a ser alimentados quando acionados do software;
manualmente através do software. • Implementação de um sistema de geração de
energia fotovoltaico conectado a rede (on grid);
• Emergência • Expansão da interface para a utilização através
de aplicativo para celular;
Na ocorrência de falta de energia da • Cálculo de proporcionalidade das bandeiras
concessionária, todos os circuitos configurados tarifárias vigentes;
como essenciais irão ser alimentados pela reserva • Configuração de alarmes quando o consumo
de energia do sistema de geração solar. atual mensal estiver próximo do limite
configurado.
Discussão e Conclusões
A abordagem acadêmica deste trabalho se
Analisando os resultados obtidos através mantém em foco, pois foram obtidos resultados
dos ensaios em diferentes configurações do sistema satisfatórios quanto às possibilidades e facilidade
de controle de demanda residencial, podemos de monitoramento e economia de energia elétrica
observar as vantagens e desvantagens do projeto pelos usuários do sistema, mesmo aqueles sem
proposto. nenhum conhecimento técnico.
Agradecimentos nacional das Olimpíadas do Conhecimento na
modalidade Manufatura Integrada (2010).
Agradecemos a Deus por ter nos dado
saúde е força pаrа superar as dificuldades. A Felipe Agnello Delmando, nascido
Universidade São Judas Tadeu, seu corpo docente, em 08/06/1987, em São Paulo – SP,
direção е administração pela oportunidade de formado em Técnico de Mecatrônica
crescimento profissional e pessoal. Ao professor pela ETE “Getúlio Vargas” e em
Romildo, pela orientação, apoio е confiança. A Tecnólogo de Processos de
Schneider Eletric pelo suporte e doação de Produção pela Fatec São Paulo,
equipamento. Aos nossos familiares, pelo amor, trabalha a 09 anos na Companhia
incentivo е apoio incondicional em todas as horas. Paulista de Trens Metropolitanos atuando na
E a todos que direta ou indiretamente fizeram parte manutenção de sistemas de sinalização e no
de nossa formação, о nosso muito obrigado. atendimento técnico a equipamentos elétricos gerais
das estações ferroviárias.
Referências Bibliográficas
Gabriel de Andrade Reis, nascido
1. ABINEE. “Proposta para inserção da energia em 26/07/1988, em São Paulo – SP,
solar fotovoltaica na matriz elétrica brasileira”, formado em Técnico de Mecatrônica
http://www.abinee.org.br/informac/arquivos/profot pelo SENAI de São Paulo, trabalha a
ov.pdf 07 anos na empresa GA Tecnologia
(acessado em 05/07/2015) desenvolvendo circuitos e
2. Automação Residencial Voltada Para Smart equipamentos eletrônicos tendo
Grid, como foco a indústria alimentícia e o bem-estar
http://www.academia.edu/4021571/Artigo_Automa animal, participante e campeão nacional das
cao_Residencial_V2_Jeferson olimpíadas do conhecimento realizadas pelo
(acessado em 04/03/2015) SENAI na modalidade de robótica industrial em
3. Aplicação de redes inteligentes nas instalações (2008).
elétricas residenciais,
http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/86/86131/
tde-28062012-143248/en.php Gabriel de Campos, nascido em
(acessado em 21/03/2015) 01/11/1991, em Ribeirão Pires – SP,
4. Aplicação de redes inteligentes nas instalações formado pela Escola Dom José
elétricas residenciais, Gaspar, estagia a quase 2 anos na
http://www.ecilenergia.com.br/download/Smart%2 empresa GE Iluminação do Brasil,
0Grid%20-%20Inovcity%20Aparecida.pdf atuando no gerenciamento de
(acessado em 07/03/2015) produtos e no suporte técnico de lâmpadas,
5. MME/EPE “Análise da Inserção da Geração reatores, luminárias, drivers e LED Specialty. Já
Solar na Matriz Energética Brasileira”, atuou também na área de Engenharia de Custos no
http://www.epe.gov.br/geracao/documents/estudos_ ramo ferroviário, tendo como foco sinalização,
23/nt_energiasolar_2012.pdf telecomunicações e rede aérea.
(acessado em 05/07/2015)
6. Schneider Eletric, Manual de instalação - Rafael Nunes da Silva, nascido em
Medidor de Energia PowerLogic® PM200 15/01/1990, em São Paulo – SP,
formado no curso de técnico em
Dados Biográficos dos autores Eletrônica pela ETEC Getúlio
Vargas – Ipiranga – SP, estagia no
Eliana Rodrigues Martins, nascida Instituto Dante Pazzanese de
em 10/04/1989, em Mogi das Cruzes Cardiologia (IDPC) no setor de
– SP, formada em Técnico de Bioengenharia, divisão CEAC (Centro de
Mecatrônica pelo Senai “Roberto Engenharia de Assistência Circulatória), realizando
Simonsen”, estagia na empresa estudos para controle e automação de bombas
Bandeirante Energia SA analisando cardíacas e executando a atualização do sistema de
projetos de entrada de energia simulação hibrido do sistema cardiovascular
elétrica de consumidores de baixa tensão (centro de utilizando plataforma “myRIO” (National
medições coletivos)/média tensão (cabines Instrument).
primárias) e realiza atendimento técnico à
profissionais da área, ganhadora do prêmio
“Roberto Mange” (2006), participante e campeã