Combinação energética adequada para comunidades menores

Publicado em: 23 de janeiro de 2020 / Atualizado em: 17 de agosto de 2020 – Autor: Konrad Wolfenstein

Mudar para a versão em inglês

Ferramenta Fraunhofer para a transição energética municipal

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Energia solar, energia geotérmica ou energia fotovoltaica – qual forma de fornecimento de energia é a mais adequada para a comunidade? Os representantes de municípios menores se deparam com uma vasta quantidade de informações, o que muitas vezes agrava a incerteza existente. Uma nova ferramenta online da Fraunhofer agora esclarece esse cenário complexo e determina a combinação energética ideal para cada caso, incluindo as oportunidades de financiamento disponíveis.

© Open Data Turíngia | virtualcitySYSTEMS GmbH | Layout: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Visualização da demanda de aquecimento do município de Neumark (486 habitantes) em uma grade de 100 x 100 m. Cores escuras indicam alta demanda de aquecimento. Os resultados foram estimados com base nas estruturas dos edifícios.

A transição energética já começou. No entanto, representantes de pequenas comunidades muitas vezes não sabem ao certo como essa transição se dará em suas vidas. Energia solar, energia fotovoltaica ou energia geotérmica? O que faz sentido e em que medida essas tecnologias podem contribuir para o abastecimento energético da comunidade? E quanto aos possíveis subsídios?

Uma ferramenta de software analisa necessidades e possibilidades.

É aqui que entra em cena uma ferramenta da divisão de Tecnologia de Sistemas Aplicados (AST) do Instituto Fraunhofer de Optrônica, Tecnologias de Sistemas e Processamento de Imagens (IOBS-AST), desenvolvida por pesquisadores do projeto "Tecnologia Energética e Modelagem Econômica modTRAIL". "Nosso software permite que prefeitos de municípios menores conheçam as possibilidades técnicas na área da transição energética e as respectivas oportunidades de financiamento – adaptadas às necessidades específicas de cada município", afirma Liane Rublack, cientista do Fraunhofer IOBS-AST. "O calor e a eletricidade não precisam ser gerados inteiramente a partir de fontes renováveis; em vez disso, a ferramenta considera uma combinação de energia proveniente de instalações de geração convencionais e renováveis."

Em quatro municípios-piloto da Turíngia com menos de dez mil habitantes – especificamente Kahla, Werther, Neumark e Großobringen – os pesquisadores já estão testando a ferramenta. Para os tomadores de decisão nesses municípios, o processo funciona da seguinte forma: primeiro, eles inserem o nome do município e, em seguida, recebem informações detalhadas sobre a demanda de eletricidade e aquecimento em sua cidade. Depois, especificam suas preferências para o futuro fornecimento de eletricidade e aquecimento. Quais tecnologias gostariam de utilizar e quais prefeririam excluir? Inúmeras opções estão disponíveis, como energia solar e eólica, armazenamento de eletricidade e calor, caldeiras de condensação a óleo e gás, bombas de calor ar-água e bombas de calor geotérmicas. A ferramenta também questiona as preferências em relação a outros fatores. Minimizar as emissões de CO2 é a prioridade, ou os custos de aquisição de energia são mais relevantes? Como resultado, os prefeitos e outros tomadores de decisão recebem informações sobre como seria uma combinação de energia e instalações que atendesse às metas especificadas, por exemplo, composta por sistemas fotovoltaicos, armazenamento de eletricidade e calor e usinas de cogeração. As informações também incluem os custos de instalação e operação, os custos de aquisição de energia, a quantidade de emissões de CO2 e as oportunidades de financiamento.

“Com a nossa ferramenta, queremos dar o pontapé inicial e mostrar aos prefeitos de pequenas comunidades o potencial que as fontes de energia renováveis ​​oferecem às suas cidades”, explica Rublack. Os pesquisadores do Fraunhofer IOSB-AST utilizaram perfis de consumo padrão para residências e dados de séries temporais para fontes de energia renováveis ​​fornecidos pelo Serviço Meteorológico Alemão (DWD) – neste caso, dados da estação meteorológica da Turíngia, perto de Erfurt-Weimar – como base para a ferramenta. Os dados necessários para municípios com menos de 10.000 habitantes na Turíngia já estão armazenados no sistema. No entanto, a ferramenta também pode ser utilizada em outros estados alemães com os dados correspondentes.

Superando as barreiras de entrada

Este modelo de otimização será integrado como um módulo no software online do projeto colaborativo TRAIL. O objetivo específico do projeto colaborativo "Transformação em Áreas Rurais (TRAIL)" é fornecer uma ferramenta de fácil utilização que motive um grande número de municípios de menor porte a se engajarem intensamente com as questões do fornecimento eficiente de energia. Em particular, o projeto visa superar as barreiras iniciais de entrada, que são limitadas em termos de recursos humanos e financeiros. Será desenvolvida uma ferramenta de software online que, baseada principalmente em dados SIG de acesso público, dados censitários e outros bancos de dados existentes, gerará dados iniciais sobre o consumo de eletricidade e calor nos municípios e sugerirá recomendações para ações futuras.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

A ferramenta online inovadora TRAILstarter permite que os municípios participantes desenvolvam medidas para a sua transição energética regional: www.trail-energie.de

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Energia solar, energia geotérmica ou energia fotovoltaica – qual forma de fornecimento de energia é a mais adequada para a comunidade? Os representantes de comunidades menores se deparam com uma vasta quantidade de informações, o que, em muitos casos, aumenta a incerteza existente. Uma ferramenta online inovadora da Fraunhofer está agora esclarecendo essa complexidade e determinando a combinação energética ideal para cada indivíduo, incluindo opções de financiamento.

© Open Data Turíngia | virtualcitySYSTEMS GmbH | Layout: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Visualização da demanda de calor da comunidade de Neumark (486 habitantes) em uma grade de 100 x 100 m. Cores escuras indicam alta demanda de calor. Os resultados foram estimados com base nas estruturas dos edifícios.

A transição energética é iminente. No entanto, representantes de pequenas comunidades frequentemente se perguntam como isso se traduzirá em sua realidade. Energia solar, fotovoltaica ou geotérmica? O que faz sentido e em que medida essas tecnologias podem contribuir para o abastecimento energético da comunidade? E quanto a possíveis subsídios?

Uma ferramenta de software analisa necessidades e possibilidades

É aqui que entra em ação uma ferramenta da unidade de Tecnologia de Sistemas Aplicados (AST) do Instituto Fraunhofer de Optrônica, Engenharia de Sistemas e Exploração de Imagens (IOBS-AST), desenvolvida por pesquisadores no âmbito do projeto “modTRAIL: tecnologia energética e modelagem econômica”. “Com o nosso software, os prefeitos de comunidades menores podem se informar sobre as possibilidades técnicas na área de transformação do sistema energético e os subsídios correspondentes – e essa informação é personalizada para cada comunidade”, afirma Liane Rublack, cientista do Fraunhofer IOBS-AST. “O calor e a eletricidade não precisam ser gerados 100% a partir de fontes renováveis, mas a ferramenta se concentra em uma matriz energética composta por usinas de geração convencionais e renováveis.”.

Os pesquisadores já estão testando a ferramenta em quatro comunidades modelo na Turíngia, com menos de dez mil habitantes – mais precisamente em Kahla, Werther, Neumark e Großobaren. Para os responsáveis ​​pela tomada de decisão nos municípios, o processo é o seguinte: primeiro, eles inserem o nome do município e, em seguida, recebem informações mais detalhadas sobre as necessidades de eletricidade e aquecimento da cidade. Depois, indicam suas preferências para o futuro fornecimento de eletricidade e aquecimento. Quais tecnologias gostariam de priorizar e quais prefeririam descartar? Há diversas opções disponíveis, como energia solar e eólica, armazenamento de eletricidade e calor, caldeiras de condensação a óleo e gás, bombas de calor ar-água e bombas de calor geotérmicas. A ferramenta também leva em consideração outros fatores. O foco é minimizar as emissões de CO2 ou os custos de aquisição de energia? Como resultado, os prefeitos ou outros responsáveis ​​pela tomada de decisão recebem informações sobre como seria uma combinação de energia e usinas que atendesse às metas especificadas, por exemplo, composta por sistemas fotovoltaicos, armazenamento de eletricidade e calor e usinas de cogeração. As informações também incluem os custos de instalação e operação, os custos de aquisição de energia, a quantidade de emissões de CO2 e as possibilidades de subsídios.

“Com a nossa ferramenta, queremos dar o pontapé inicial e mostrar aos prefeitos de pequenas comunidades o potencial que as fontes de energia renováveis ​​oferecem para as suas comunidades”, explica Rublack. Os pesquisadores do Fraunhofer IOSB-AST utilizaram perfis de consumo padrão para residências, bem como séries temporais de fontes de energia renováveis ​​armazenadas pelo Serviço Meteorológico Alemão – neste caso, a estação meteorológica da Turíngia, perto de Erfurt-Weimar – como dados básicos para a ferramenta. Para comunidades com menos de 10.000 habitantes na Turíngia, os dados necessários já estão armazenados no sistema. No entanto, a ferramenta também pode ser utilizada com os dados correspondentes em outros estados alemães.

Superando as barreiras de entrada

Este modelo de otimização será integrado como um componente (módulo) no software online do projeto conjunto TRAIL. O objetivo concreto do projeto conjunto “Transformação em Áreas Rurais (TRAIL)” é disponibilizar uma ferramenta de fácil utilização que ajude a motivar um grande número de pequenas comunidades a lidarem intensivamente com as questões do fornecimento eficiente de energia. Em particular, o projeto visa superar as barreiras de entrada decorrentes da limitação de recursos humanos e financeiros. Será desenvolvida uma ferramenta de software online que utilizará principalmente dados SIG de acesso público, dados censitários e outras bases de dados existentes para gerar relatórios iniciais sobre o consumo de eletricidade e calor nos municípios e sugerir recomendações para ações futuras.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Utilizando a ferramenta online inovadora TRAILstarter, os municípios participantes podem definir medidas para a transformação de seus sistemas energéticos regionais: www.trail-energie.de