Engenharia para as redes de energia do futuro
Padronização e industrialização desde o início
À medida que nos aproximamos de uma sociedade totalmente elétrica, a infraestrutura de energia atual exigirá transformação e expansão maciças. Por exemplo, as redes de distribuição e de transmissão precisarão ser bastante ampliadas para lidar com a descentralização e com as quantidades significativamente maiores de energia que serão necessárias no futuro. Essa tarefa hercúlea só pode ser realizada por meio de padronização, industrialização e automação. O lema aqui é “aprender com o setor” - a engenharia de máquinas, por exemplo, vem contando há anos com plataformas E-CAD que podem planejar e representar projetos inteiros. Essas plataformas também atendem a um dos pré-requisitos centrais para a padronização na produção e para o uso de gêmeos digitais durante toda a vida útil de um sistema (de distribuição).
Representação dos caminhos de energia para uma estação de transformação no EPLAN Electric P8.
Os fatos são conhecidos e são sustentados pelo esboço do Grid Development Plan 2037/2045 da Alemanha, entre outros documentos. As redes de transmissão e distribuição terão de ser expandidas maciçamente para conectar o aumento planejado de energias renováveis à rede e transmitir essa energia adicional aos consumidores. Isso exigirá a construção de vários milhares de novas estações de rede todos os anos somente na Alemanha. Além disso, há milhares de estações e subestações que precisam ser convertidas ou atualizadas. Todo o setor de energia está visando à sociedade totalmente elétrica, na qual outras fontes de energia - especialmente os principais combustíveis fósseis, como gasolina e diesel (mobilidade) e gás natural (aquecimento) - serão substituídas por eletricidade. Isso aumentará enormemente a demanda por eletricidade e as redes de energia 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 estações transformadoras não pode ser alcançada com os métodos atuais de projeto e produção.
A padronização e a industrialização são o caminho a seguir
Como essa demanda pode ser atendida de forma confiável nas fases de desenvolvimento e planejamento, bem como na fabricação e nas operações posteriores? A resposta a essa pergunta está intrinsecamente ligada ao sucesso da transição energética. As empresas que conseguirem resolver esses problemas terão a oportunidade de realizar um potencial de crescimento considerável. Vale a pena dar uma olhada no setor, especialmente na engenharia de máquinas. Seus produtos - máquinas - baseiam-se principalmente em séries padronizadas de produtos que, no entanto, podem ser personalizados para pedidos específicos.
Aprendendo com a engenharia de máquinas - configuração em vez de construção
A padronização da engenharia elétrica começa durante a fase de design e/ou planejamento do projeto. Os engenheiros de projeto usam um modelo de projeto que modificam para cada projeto relacionado ao pedido ou, melhor ainda, trabalham com um configurador de esquemas, como o Eplan eBUILD, no qual simplesmente clicam em funções, características, variantes e opções. Os esquemas, listas de materiais e outros documentos são criados automaticamente.
O Eplan é indispensável nesse exigente campo da engenharia elétrica com suporte de TI e parcialmente automatizada. Isso não se aplica apenas à penetração no mercado, mas também à automação de projetos elétricos. A consistência dos dados, tanto horizontalmente (nas várias etapas do planejamento do projeto, desde o pré-planejamento com o Eplan Preplanning até o comissionamento e além) quanto verticalmente (em 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.
O Eplan não é um obstáculo para o desenvolvimento do setor de engenharia elétrica, que é gerenciado por TI e automatizado. Isso vale não apenas para a aquisição de dados, mas também para a automatização da construção elétrica. A capacidade de armazenamento de dados, tanto horizontal (sobre as várias etapas do projeto, desde o planejamento inicial com o Eplan Preplanning até a entrada em operação e assim por diante) quanto vertical (sobre cada uma das empresas, até a entrada em operação, por exemplo, para o fornecimento de cabos), oferece aos empreendedores novos potenciais para maior capacidade de armazenamento de dados.
Estações de transformação compactas inteligentes tornam possível a transição energética (gabinete compacto Rittal AX).
As vantagens da padronização
O uso desse sistema CAE é ideal para operadores de redes de eletricidade e/ou sistemas de energia descentralizados (por exemplo, infraestrutura de carregamento em combinação com unidades de armazenamento de energia ou fontes de energia renovável, como a fotovoltaica) que agora planejam acelerar seus processos por meio da digitalização e da automação (parcial). Afinal de contas, as empresas estariam lançando a base para a padronização, que oferece inúmeras vantagens por vários motivos, bem como para a consistência dos dados em todo o processo de engenharia e fabricação. Isso também acelera consideravelmente a manutenção e o serviço durante a operação posterior do sistema ou da subestação de energia.
A consistência é tudo
Em primeiro lugar, as operadoras obtêm vários benefícios, incluindo o fato de que os fornecedores dos módulos de tecnologia de proteção e controle podem continuar a trabalhar com a documentação desde a fase de planejamento do projeto e podem adicionar sua engenharia de detalhes ao projeto existente. Isso é acompanhado por uma considerável aceleração e racionalização do projeto e da produção desses módulos. As operadoras podem dar esse passo sem nenhum risco, uma vez que a engenharia elétrica padronizada e automatizada do Eplan já é amplamente utilizada por muitas partes interessadas no ecossistema da rede elétrica. Muitos fornecedores já estão usando o software e, portanto, estão intimamente familiarizados com essa solução de outros projetos industriais. A entrega de sistemas de comutação e transformadores, incluindo a documentação no Eplan, também faz parte do repertório padrão de muitas empresas de manufatura. Assim, a consistência dos dados é garantida em toda a documentação completa para a operação posterior dos sistemas.
Uma plataforma comum para todos os envolvidos no processo de design
Outra vantagem de projetar dessa forma - que ainda não é comum no setor elétrico - é que todos os envolvidos no projeto estão sempre trabalhando com a mesma versão do arquivo. Isso vale, por exemplo, para as operadoras que querem dar uma olhada no status atual do processo de design (por meio da função Viewing), para os fornecedores que precisam de informações ou para os desenvolvedores que estão trabalhando em locais diferentes. Isso torna a fase de planejamento mais eficiente, aumenta a transparência de todos os processos e ajuda a evitar erros que ocorrem quando os participantes estão trabalhando com versões diferentes de um projeto.
Não apenas para baixa tensão
Na engenharia de máquinas, a plataforma Eplan é usada quase exclusivamente para o planejamento e o projeto de sistemas elétricos na faixa de baixa tensão. No entanto, isso não significa que a solução esteja limitada a isso. Na verdade, o software pode representar qualquer nível de tensão. O Eplan pode ser usado para planejar e projetar subestações inteiras, inclusive aquelas com sistemas de média e alta tensão, e há fabricantes conhecidos de gabinetes de controle e de sistemas de painéis de distribuição que vêm usando amplamente o software Eplan há anos. A consistência dos dados nos processos de planejamento e produção é outra característica especial. Como a Eplan é uma afiliada da Rittal, o principal fabricante de gabinetes de controle e sistemas de comutação, há uma conexão particularmente estreita entre o software Eplan e os componentes de hardware da Rittal (incluindo gabinetes de controle, sistemas de comutação, fontes de alimentação, controles climáticos e outros).
As informações técnicas sobre sistemas de baixa tensão são levadas em consideração no programa.
O design tridimensional possibilita o trabalho com gêmeos digitais (EPLAN Pro Panel).
Exemplo para download: projeto de estação transformadora modelo
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 o setor de energia na feira SPS, em meados de novembro do ano passado. Trabalhando em conjunto com os clientes, uma estação transformadora com sistemas de média e baixa tensão foi desenvolvida com base na Plataforma Eplan e disponibilizada como um projeto no Eplan Cloud. Estações de distribuição, estações de alimentação ou sistemas mistos podem ser planejados com base nesse projeto industrial padrão, assim como sistemas de armazenamento de energia para energias renováveis. É quase desnecessário dizer que a lista de equipamentos especificamente necessária para o setor de energia é um dos documentos criados automaticamente durante o processo de planejamento.
Engenharia elétrica como na construção de máquinas e instalações? Dê uma chance
Este projeto oferece aos envolvidos em engenharia elétrica um modelo prático para o planejamento de sistemas de painéis de distribuição na faixa de média e baixa tensão. Ele inclui funções tradicionais do software Eplan, como linha única e multilinha (renderizações de polo único e polo múltiplo), projeto 3D para layouts de montagem e análises (inclusive para diagramas de terminais). Fontes de alimentação ininterruptas e a alimentação de eletricidade de sistemas fotovoltaicos também estão incluídas. A produção subsequente também é coberta, pois todos os dados podem ser transferidos diretamente para a fabricação e usados no estado em que se encontram. Como medida de segurança, os componentes centrais, como armários de controle, 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 a produção e além
Uma grande vantagem desse novo conceito de planejamento é que o uso da Plataforma Eplan não termina com a produção e o comissionamento da subestação. Os dados dos gabinetes de controle podem ser baixados do Eplan Data Portal, e as máquinas de processamento da Rittal Automation Systems podem ser controladas a partir do gêmeo digital do sistema de comutação. Além disso, o Rittal ePocket - um bolso de esquemas digitais - sempre tem a documentação atual do sistema à mão. Ela pode ser salva, gerenciada e compartilhada no Eplan Cloud - e assim forma a base para a manutenção, serviço ou modernização posterior da estação.
Em conclusão: um novo ecossistema para o setor de energia
Quando todas as partes interessadas a utilizam, a plataforma cria um ecossistema para o setor de energia que pode e deve ser usado não apenas por fabricantes de componentes de rede e gabinetes de controle, mas também, por exemplo, por integradores de sistemas, projetistas e operadores de rede. É assim que as empresas inovadoras dos setores de engenharia de máquinas e industrial vêm trabalhando há anos: padronizadas e automatizadas. Como os requisitos do setor de energia estão convergindo com os do setor industrial - planejamento e fabricação eficientes de um número significativamente maior de sistemas padronizados com um grande número de variantes - chegou a hora de aproveitar ao máximo os benefícios dessa abordagem.
