View
108
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
Julio Guilherme Glasner de Maia ChagasOrientador: Prof. Dr. Carlos André G. Ferraz
AVALIANDO SENSIBILIDADE A CONTEXTO NA GESTÃO EFICIENTE DE ENERGIA ELÉTRICA
Recife, 28 de abril de 2009
Roteiro
• Motivação• Conceitos• CAMPS• Aplicação• Resultados• Trabalhos futuros
Motivação
• Centro de Informática UFPE• Xxx alunos de graduação• Premiações internacionais• XXX alunos de Pós-graduação• Infraestrutura disponivel 24/7/365
Motivação
21 de abril 2009 – 21:00
Motivação
21 de abril 2009 – 21:00
Motivação
21 de abril 2009 – 21:00
Motivação
21 de abril 2009 – 21:00
Conceitos
• USO RACIONAL DA ENERGIA• SENSIBILIDADE A CONTEXTO• AMBIENTE INTELIGENTE• MIDDLEWARES
Uso racional da energia
• No Brasil 16,2% da energia elétrica gerada é desperdiçada. (Empresa de Pesquisa Energética) – Perdas intrínsecas– Perdas por ineficiência
• Projeto deficiente• Manutenção Inadequada
• Operação deficiente
Sensibilidade a contexto
Capacidade de adaptação dos sistemas baseada na situação atual, em regras e em
aprendizado (histórico)• Variáveis de contexto
– Temperatura– Horário– Iluminação– Presença– Localização
Ambientes inteligentes
• Automação• Domótica (casa + automatizada)• Domótica Inteligente (domótica + contexto)
Middleware
• Neologismo criado para designar camadas de software que não constituem diretamente aplicações, mas que facilitam o uso de ambientes ricos em tecnologia da informação.
(http://www.rnp.br/noticias/2006/not-060926.html)
CAMPS
• O Context-Aware Middleware for Power Saving – CAMPS, um middleware ciente de contexto, que através de regras de inferência consegue determinar para as aplicações cadastradas, quando é momento de economizar energia em seus ambientes configurados.
CAMPS
Aplicação prática
• Cenário• Implementação• Resultados obtidos
Cenário
• Laboratórios de Graduação do CIn UFPELaboratório QTD CPU Capacidade HD
Memória RAM
Placa Vídeo Monitor
G1 40 Sempron 2,7GHz 40GB 1GB 64MB integrada 17" CRT
G2 40 Pentium 4 3GHz 40GB 1GB64 MB
independente 17" CRT
G3 48 Athlon 2,8GHZ 160GB 1GB256MB
independente 17" CRT
G4 50 Pentium 4 D 1,6GHz 160GB 2GB512MB
independente 17"LCD
G5 32 Athlon dual core 2,8GHZ 250GB 2GB 64MB integrada 17"LCD
Cenário
• Localização
Cenário Local Dispositivo Quantidade Potência
individual (W) Total (W) Potência geral (W)
G1Computadores 40 168,3 6732
15288Lâmpadas 32w 24 32 768
Split 1 1 7788 7788
G2Computadores 40 158,4 6336
14958Lâmpadas 32w 24 32 768
Split 1 1 7854 7854
G3
Computadores 48 149,6 7180,8
20521,8Lâmpadas 32w 24 32 768
Split 1 1 7854 7854
Split 2 1 4719 4719
G4
Computadores 50 137,5 6875
20159Lâmpadas 32w 24 32 768
Split 1 1 8316 8316
Split 2 1 4200 4200
G5Computadores 32 143 4576
13198Lâmpadas 32w 24 32 768
Split 1 1 7854 7854
Total (W) 84124,8
Implementação
• Versão simplificada do CAMPS• Scripts de presença• Controlador • Diagrama unifilar do sistema• Instalação dos dispositivos elétricos• Medidor de energia• Resultados obtidos
Implementação
• Versão simplificada do CAMPS– Configuração estática dos ambientes e limites– Leitura dos scripts de presença– Toques de mensagens informativas– shutdown– Agenda para reservas– Comunicação TCP com o controlador– Banco de dados
Implementação
Laboratório Quantidade Total de máquinas
Limiar de máquinas ocupadas PRIORIDADE
G5 32 23 1ª
G4 50 35 2ª
G3 48 34 3ª
G1 40 28 4ª
G2 40 28 5ª
Totais 210 148
• Laboratórios, limiares e prioridade
Implementação
• Script de presença– VBS (Visual Basic Script)– Baseado no script de login e logout windows
Implementação
• Microcontrolador Olimex LPC-E2124
Implementação
Implementação
Implementação
Diagrama unifilar
Implementação
• Medidor CCK 7550E
Resultados• Gráfico de ocupação nos laboratórios
– De 9 a 20 de abril 2009
0
20
40
60
80
100
120
140
Datas
Co
mp
uta
do
res
em u
so
Ocupação geral
Limiar G5
Limiar G5 + G4
Resultados
0
10
20
30
40
50
60
70
00:0
5
01:2
0
02:3
5
03:5
0
05:0
5
06:2
0
07:3
5
08:5
0
10:0
5
11:2
0
12:3
5
13:5
0
15:0
5
16:2
0
17:3
5
18:5
0
20:0
5
21:2
0
22:3
5
23:5
0
Horário
Com
puta
dore
s em
uso
Ocupação Geral
Limiar G5
Limiar G5 + G4
• Gráfico de ocupação dia18/04/2009
Resultados• Registro banco de dados dia 18/04
Resultados• Gráfico de potências antes do sistema
– Dia útil comum (08/04/2009)
0
50
100
150
200
250
300
00:1
5
01:3
0
02:4
5
04:0
0
05:1
5
06:3
0
07:4
5
09:0
0
10:1
5
11:3
0
12:4
5
14:0
0
15:1
5
16:3
0
17:4
5
19:0
0
20:1
5
21:3
0
22:4
5
00:0
0
Hora do dia
KW (kW)
Resultados• Gráfico de potências antes do sistema
– Fim de semana comum (04 e 05/04/2009)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
00:1
5
02:4
5
05:1
5
07:4
5
10:1
5
12:4
5
15:1
5
17:4
5
20:1
5
22:4
5
01:1
5
03:4
5
06:1
5
08:4
5
11:1
5
13:4
5
16:1
5
18:4
5
21:1
5
23:4
5
Hora do dia
KW KW
Resultados• Gráfico de potências após ativação do sistema
– Dia útil comum (15/04/2009)
0
50
100
150
200
250
300
00:1
5
01:1
5
02:1
5
03:1
5
04:1
5
05:1
5
06:1
5
07:1
5
08:1
5
09:1
5
10:1
5
11:1
5
12:1
5
13:1
5
14:1
5
15:1
5
16:1
5
17:1
5
18:1
5
19:1
5
20:1
5
21:1
5
22:1
5
23:1
5
Hora do dia
KW
Resultados• Gráfico de potências após ativação do sistema
– Final de semana comum (18 e 19/04/2009)
0
20
40
60
80
100
120
140
00:1
5
02:1
5
04:1
5
06:1
5
08:1
5
10:1
5
12:1
5
14:1
5
16:1
5
18:1
5
20:1
5
22:1
5
00:1
5
02:1
5
04:1
5
06:1
5
08:1
5
10:1
5
12:1
5
14:1
5
16:1
5
18:1
5
20:1
5
22:1
5
Hora do dia
KW
Resultados• Gráfico comparação dias úteis
– Dia 08 e dia 15 de abril de 2009
0
50
100
150
200
250
300
Horas do dia
KW
CAMPS
Normal
Resultados
020406080
100120140160180
00
:15
03
:00
05
:45
08
:30
11
:15
14
:00
16
:45
19
:30
22
:15
01
:00
03
:45
06
:30
09
:15
12
:00
14
:45
17
:30
20
:15
23
:00
Hora do dia
KW CAMPS
Normal
• Gráfico comparação Finais de semana– Dia 04-05 e dia 18-19 de abril de 2009
Resultados
amóstrasQtd
campsPotantesPotmédiaEconomia
.
)..(.
Período Economia média (KW)
Dia da semana 32,716
Final de semana 31,233
Resultados
Potências KWHoras de
ocorrência (em uma semana)
KWh Total KWh
Carga nominal total instalada 84,125 168 14.133,0 14.133,0
Economia média dias semana 32,716 40 1.308,6
2.807,8 Economia média
finais de semana 31,233 48 1.499,2
Economiapercentual 19,87 %
• Economia em relação à carga nominal
ResultadosEnergia = Potência x tempo
xQtdHorassQtdamostra
campsPotantesPotEconomia
)..(
Período Economiamédia (E)
Horasperíodo (H)
Ocorrência (um ano) (O)
Economia Total(ExHxO)
Dia da semana 32,716 KW 8h 261 68.310,23 KWh
Final de semana 31,233 KW 48h 52 77.958,40 KWh
Total 146.268,63 KWh
Valor do KWh (tarifa azul fora do pico) R$ 0,17449
Economia média, projetada para um ano R$ 25.522,41
Conclusões• A utilização de sensibilidade a contexto dá uma nova
funcionalidade a automação de sistemas elétricos.• A adoção de um middleware como camada
intermediária, confere ao sistema uma flexibilidade importante:– Torna o sistema funcional para uma vasta gama de
aplicações barateando o custo desenvolvimento do core do middleware, e das aplicações que interagem com o mesmo.
– A possibilidade de utilização de qualquer dispositivo físico, acaba com a “amarração” a padrões ou fabricantes; o custo é ditado pela criatividade do projetista, e pela disponibilidade financeira do solicitante.
Trabalhos futuros
• No CAMPS– Aumentar a robustez para falhas do software– Adicionar novas variáveis de contexto
• Nas aplicações– Criar novos sensores de baixo custo, aproveitando
a infraestrutura disponível em instalações existentes.
– Aproveitar recursos existentes em hardware para acionamento de dispositivos.
Agradecimento
O trabalho em grupo é mais prazeroso poiso sucesso é coletivo.
MUITO OBRIGADO
Recommended