Introdução. Histórico da Silver Spring Networks - PDF
Download "Introdução. Histórico da Silver Spring Networks"
Kátia Farias Brás
1 Introdução A Silver Spring Networks agradece a oportunidade de poder enviar à ANEEL alguns comentários em resposta à consulta Implantação de Medição Eletrônica em Baixa Tensão, Nota Técnica nº 0013/2009-SRD/ANEEL 35. Histórico da Silver Spring Networks A Silver Spring Networks é a empresa líder e soluções em comunicação para redes inteligentes (smart metering) e de Smart Grid para grandes Concessionárias de Energia e Gás. A nossa solução de comunicação já está instalada e em produção em larga escala por diversas Concessionárias nos EUA como, por exemplo, na Pacific Gas & Eletctric (PG&E), Florida Power & Light (FPL), Potomac Electric Power (Pepco) assim como também na Jemena e UED na Austrália. Em quatro meses após Novembro de 2008 a PG&E instalou mais de medidores inteligentes no Noroeste da Califórnia utilizando a tecnologia de comunicação da Silver Spring Networks, e planeja ter mais de 2 milhões de medidores instalados até ao final de A FPL tem instalado na Flórida um plano piloto em plena produção com medidores desde Agosto de A FPL anunciou recentemente o Energy Smart Miami, um projeto para implantar medidores inteligentes e outras tecnologias de Smart Grid em 1 milhão de residências, instalações comerciais e industriais num prazo de 2 anos, utilizando a tecnologia de comunicação da Silver Sring Networks com medidores da GE e com tecnologia da Cisco para equipamentos de automação residenciais (in-home devices). Ver detalhes em A missão da Silver Spring Networks é criar uma poderosa rede de comunicação que reúna todos os equipamentos da rede elétrica que consomem ou transmitem energia. A Silver Spring Networks acredita que a medição inteligente, embora seja importante, é simplesmente uma das muitas aplicações de Smart Grid que serão operadas ao longo do tempo pelas concessionárias, outras empresas e consumidores. Alguns exemplos de aplicações de Smart Grid são: Automação da Distribuição (uma rede ligando os transformadores, chaves, religadores para melhorar a confiabilidade e possibilitar um rápido reestabelecimento da rede em caso de falhas) Controle de Demanda (redução da demanda em função dos preços ou outros incentivos) Medição e Gerenciamento dos veículos elétricos Geração Distribuída (gerenciamento dos painéis foto voltaicos, geradores eólicos, etc.) Gerenciamento de Consumo Residencial (controle dos mostradores (displys) dentro de casa, termostatos, ar condicionados, etc.). Enquanto alguns dos serviços ainda não se apliquem hoje em dia ao Brasil, acreditamos que eles sejam muito relevantes num futuro próximo com o crescimento do mercado Brasileiro. Todas estas aplicações e equipamentos vão necessitar de uma rede de comunicação. Page 1 of 6
2 A Silver Spring Networks acredita que todas as Concessionárias vão precisar de uma poderosa rede de comunicação que seja segura, confiável e de baixo custo para todas estas aplicações e de muitas mais que serão desenvolvidas nos próximos 10 a 15 anos. A Silver Spring Networks oferece às Concessionárias uma rede única de comunicação, controlada e operada pela Concessionária, que lhes permite começar com uma ou duas aplicações na rede e posteriormente acrescentar mais aplicações, sem ter de substituir a rede já instalada. A Silver Spring Networks acredita que o Brasil tem a oportunidade de se tornar um líder mundial no uso de tecnologia Smart Grid para equalizar problemas como perdas não comerciais, perdas técnicas, e aumentar a confiabilidade do fornecimento de energia (qualidade de energia), particularidades estas características de mercados emergentes. A Silver Spring Networks visitou o Brasil três vezes nos últimos nove meses e teve a oportunidade de apresentar a sua solução para oito grandes distribuidoras. Elas mostraram um interesse muito grande na utilização da solução da Silver Spring Network. Com o suporte da ANEEL, a Silver Spring Networks gostaria de trabalhar com uma ou mais Concessionárias de Energia para iniciar um ou mais, grandes projetos de Smart Grid similares ao Energy Smart Miami. Se isto acontecer rapidamente, tal projeto colocará o Brasil claramente como um líder de Smart Grid não somente na América Latina como também entre os mercados emergentes mundiais. Comentários da Silver Spring Networks à ANEEL Os comentários da Silver Spring Networks estão focados nos requisitos de comunicações que acreditamos são essenciais para o sucesso do Smart Grid. Embora a prioridade imediata do Brasil esteja na medição eletrônica, a decisão da ANEEL com respeito aos requisitos da rede de comunicação terá um profundo impacto nas Concessionárias do país para a implantação de outras aplicações de Smart Grid nos próximos 10 a 20 anos. 1. As Concessionárias Brasileiras vão ter muitas necessidades de novas comunicações, não somente para Smart Metering. A ANEEL deverá exigir/garantir que a rede de comunicação escolhida para Smart Grid é capaz num future próximo de suportar outras aplicações de Smart Grid: Uma rede de comunicação capaz é fundamental para a constituição de Smart Grid. É critico e fundamental que a rede de comunicações implantada para medição inteligente no Brasil, seja capaz também de suportar muitas outras aplicações de Smart Grid conforme estas forem aparecendo. Se for escolhida uma rede que só atenda à medição de medidores vai bloquear o Brasil de tirar proveito de muitas e muitas aplicações dos serviços existentes mencionados acima. (Por exemplo, uma grande Concessionária Européia investiu USD 2,2 bilhões para ligar 27 milhões de casas através de uma rede de banda estreita PLC, para fazer a medição, porém não é capaz de suportar as diversas aplicações de Smart Grid já mencionadas atrás. Isto vai ser um grave e custoso erro de reparar, levando provavelmente a terem de substituir a rede toda). Page 2 of 6
3 2. A ANEEL deverá exigir que a rede de comunicações atenda a um conjunto mínimo de condições: Se a ANEEL estabelecer que os 14 pontos a seguir tenham de ser atendidos para as redes de comunicações de Smart Grid, as Concessionárias do Brasil estarão prontas para implantarem num futuro próximo as aplicações de Smart Grid que forem necessárias. Graças aos rápidos avanços da tecnologia dos últimos anos, todos estes requisitos são comercialmente viáveis pelas tecnologias existentes hoje em dia. Por outro lado, se os requisitos para a rede de comunicações de smart metering forem muito pouco exigentes, o Brasil vai ficar sem condições de implantar outras funções de Smart Grid que venham a ser necessárias num futuro próximo sem ter de trocar a infraestrutura de comunicações. A Silver Spring Networks acredita que as redes de comunicação devam ser: Bidirecionais (two-way): A rede deverá ser prover comunicação bidirecional total em todos os seus nós. Onipresença: A rede dever ser capaz de atingir a todos os equipamentos da rede elétrica (por exemplo, medidores de energia) em áreas urbanas, suburbanas e rurais com uma única tecnologia de rede. Custo justo: A rede deve ter um custo que justifique a sua implementação e operação acima de tudo não pode ser mais cara que uma rede para só fazer medição. Uma estimativa básica de custo é uma rede com custo médio de até 6 Reais por casa servida (home-passed), incluindo o software de gerenciamento. Confiabilidade: A rede tem de ser altamente confiável, permitindo acesso a pelo menos 99,99% dos equipamentos da rede elétrica a qualquer momento. Segura: A rede tem de ser totalmente segura com múltiplas camadas de comprovados padrões de segurança. Largura de banda Suficiente: A rede deve oferecer largura de banda suficiente para suportar muitas aplicações. Como referência o ideal é ter uma largura de banda 5 a 10 vezes a largura de banda necessária para medição eletrônica. Por exemplo, para fazer uma leitura com 15 minutos de intervalo 4 vezes ao dia a rede necessita uma largura de banda de aproximadamente 12 kbits/s. Uma rede de 100 kbits/s permite 88 kbits/s de largura de banda para outras aplicações de Smart Grid. Escalabilidade: A rede deve ser capaz de acomodar milhões de equipamento na rede de energia sem redução da sue desempenho. A largura de banda deverá ser expansível para variais centenas de kbits/s se necessário no futuro, sem ter de trocar cartões de comunicação nos medidores ou nos equipamentos de rede elétrica. Rapidez (baixa latência): A rede deve ser capaz de responder em tempos inferiores a 10 segundos para ler um medidor, ida e volta, ou seja, da Concessionária ao medidor e retornar à Concessionária, e em menos de 2 segundos para o comando dos equipamentos de rede de energia (por exemplo religadores e chaves). Isto permitirá aos operadores de serviços (call-center, por exemplo) de lerem o medidor quando um cliente ligar, permitindo assim dar informações imediatas e on-line. Numa rede assim constituída seria possível ler 1 milhão de medidores em menos de 1 hora. Page 3 of 6
4 Capacidade para interrupções: A rede deve continuar a funcionar mesmo com uma falha de energia elétrica e deve permitir detectar e identificar rapidamente os pontos de ocorrências/interrupção. Produto de mercado: A tecnologia da rede deve já existir e ter sido testada, com alguns milhões de pontos já operando satisfatoriamente em vários lugares. Pronta para Futuro: A tecnologia da rede tem de ser à prova do futuro, com suficiente capacidade e desempenho para conseguir manejar os muitos e diversos produtos e serviços que aparecerão durante os próximos 10 a 20 anos. Bases Abertas: A tecnologia da rede deve ser baseada em padrões abertos como Internet Protocol IP e padrões de rede da IEEE também, para facilitar a interoperabilidade e fornecer escolhas a um baixo custo. Gerenciamento: Tem de existir um sistema de gerenciamento de rede que permitam à Concessionária gerenciar a implantação e operação de milhões de nós com uma equipe de pessoas bem reduzida. Novas versões remotamente: A rede deve permitir a instalação de uma nova versão de software firmware em milhões de cartões de rede, medidores, etc através desta e em algumas horas, permitindo assim a implementação dos up-grades e correções sem ter de ir fisicamente até ao local onde está o equipamento. 3. A ANEEL dever solicitar que as Concessionárias Brasileiras deêm uma grande e importante atenção às Rede Mesh Sem Fio adicionalmente às tecnologias tradicionais como PLC, BPL e GSM/GPRS: O documento de consulta da ANEEL identifica como redes primárias de comunicação para smart metering as tecnologias PLC e GSM/GPRS. Ambas têm os seus pontos fortes e fracos como solução de comunicação para Smart Grid e merecem ser consideradas. Entretanto, um importante meio de opcional de comunicação está a faltar no documento da ANEEL. Depois de terem testado muitos meios de comunicação durante muitos anos, como PLC, BPL e GSM/GPRS, a maioria das Concessionárias dos EUA e Austrália rejeitaram estas tecnologias. Na realidade elas escolheram uma tecnologia chamada de Mesh Sem Fio (ou Rede Mesh de Rádio Frequência) para implantações de grandes projetos de Smart Grid/Medição. Numa rede Mesh Sem Fio, os equipamentos da rede elétrica estão equipados com um módulo de rádio que permite a estes se comunicarem uns com os outros numa rede ponto-a-ponto (peer-to-peer), permitindo assim rotas altamente confiáveis para acessar os Pontos de Acesso que estão colocados nas redondezas. Um tronco principal de comunicação (backbone), que tanto pode ser operada por uma empresa de Telecom ou pela própria Concessionária, fará o transporte das informações da rede dos Pontos de Acesso até a Concessionária. Deste modo teremos uma rede completa com um excelente custo-benefício, onipresente e segura desde a Concessionária até ao cliente, capaz de suportar aplicações de Smart Grid desde a medição até a uma geração distribuída e automação da distribuição. Já existem diversos provedores de soluções de redes Mesh Sem Fio para as Concessionárias, incluindo grandes empresas no mercado Brasileiro de medição como: Page 4 of 6
5 Landis+Gyr, Itron/Actaris e Elster, assim como novas companhias de tecnologia como Silver Spring Networks, Trilliant e Eka Systems. Existem também algumas empresas globais que fornecem uma larga gama de componentes para este tipo de soluções como a Texas Instruments, Freescale, Philips, Atmel e Analog Devices. Muitas destas companhias fazem parte de um grupo de trabalho da IEEE, que irão fazer um padrão internacional de aplicações para Smart Grid para redes Mesh Sem Fio. O resultado será que teremos mais componentes a menor custo e criar mais competição, beneficiando assim as Concessionárias e os consumidores. Alguns exemplos de Concessionárias que já optaram por esta tecnologia de redes Mesh Sem Fio para a implantação dos seus projetos de Medição e Smart Grid incluem: Pacific Gas & Electric (PG&E), Florida Power & Light, Potomac Electric Power (Pepco), Oklahoma Gas & Electric, American Electric Power (AEP), Long Island Power, Southern California Edison, San Diego Gas & Electric, Centerpoint Energy, Oncor/TXU, Detroit Edison, Jemena e UED (estas últimas duas na Austrália). A maioria das concessionárias da Europa e Ásia estão agora a considerar estas redes Mesh Sem Fio, mas estão limitada ao fato de que ainda não foi disponibilizada até agora nestes países, uma faixa de rádio apropriada. Nos EUA, Austrália e outros países, as redes Mesh Sem Fio utilizam geralmente uma faixa de frequência de 902 a 928 MHz, que as autoridades de telecomunicações liberaram sem a necessidade de licença e sem custo. A tecnologia permite que diversos provedores utilizem a mesma frequência sem interferência alguma. Enquanto este faixa de rádio não está disponível em todos os países, ela está disponível no Brasil, o que significa que as Concessionárias Brasileiras estão em vantagem dos muitos bilhões de dólares americanos que estão a ser investidos pelas Concessionárias Americanas nesta tecnologia. Isto será traduzido em menores custos, menores riscos, e mais rapidamente atingir a realização dos benefícios do que com outras opções de tecnologia de comunicação pelas Concessionárias Brasileiras. 4. A ANEEL deve sugerir que sejam feitas projetos pilotos rapidamente para validação das soluções numa escala comercial e colocar o Brasil como um líder de Smart Grid entre as economias emergentes: Alguns milhões de unidades de medição eletrônica e tecnologia Smart Grid estão a ser implantadas só este ano nos EUA e em outros países esta tecnologia funciona. Grandes Concessionárias como a PG&E e FPL terão o maior prazer em discutir com a ANEEL e com as Concessionárias Brasileiras acerca desta experiência, e compartilharem os conhecimentos adquiridos. Na realidade, diversas grandes Concessionárias Brasileiras já estão em contato com estas empresas para discutirem estes pontos. Seria uma perda de tempo e dinheiro se as Concessionárias Brasileiras falam testes laboratoriais para testar a tecnologia de comunicação que esta já existe e foi exaustivamente testada. Em vez disso a ANEEL deveria encorajar a fazerem grandes projetos com foco em detalhes técnicos e comerciais específicos do Brasil que precisam de ser avaliados por exemplo, medição centralizada para redução de perdas não comerciais, reação do cliente a medição remota, performance da rede em regiões Page 5 of 6
6 altamente populosas versus regiões rurais, oportunidade de melhora da confiabilidade e benefícios através da automação da distribuição, utilizando a mesma rede do que para a medição eletrônica A Silver Spring Networks acredita que projetos pilotos devem envolver nunca menos de medidores inicialmente, e num segundo estágio pelo menos medidores. Nós acreditamos que pequenos projetos não fornecem dados e conhecimento nem entendimento que possam ser aplicados ao mundo real. Projetos pilotos devem também incluir algumas outras aplicações de Smart Grid como por exemplo, automação da distribuição e gerenciamento residencial. Se a ANEEL atuar rapidamente e de uma maneira incisiva o Brasil terá a oportunidade de se estabelecer como o líder de Smart Grid entre os países do BRIC e como o líder inquestionável dos mercados mundiais emergentes, que o fará atuar inquestionavelmente como peça importante na energia do futuro. Com o suporte da ANEEL, a Silver Spring Networks gostaria de trabalhar com uma ou mais Concessionárias do Brasil para iniciar um grande projeto de Smart Grid similar ao Energy Smart Miami. Conclusão A Silver Spring Networks agradece a oportunidade de enviar estes comentários à consulta da ANEEL. Estamos à disposição para qualquer informação adicional que se faça necessária e fazer a apresentação a grandes Concessionárias e órgãos reguladores que já adquiriram experiência com tecnologias e serviços no mundo. Desejamos à ANEEL um grande sucesso no desenvolvimento de uma tecnologia líder de Smart Grid para o Brasil. John O Farrell Miguel Sarmento EVP, Business Development Diretor Comercial Silver Spring Networks Axxiom Soluções Tecnológicas +1 (650) (31) Page 6 of 6
WHITEPAPER Por que o Espectro Não Licenciado Domina a Rede Elétrica Inteligente Sumário Executivo As comunicações sem fio são um habilitador chave da rede elétrica inteligente emergente. Embora a rede