Encontrar maneiras de reduzir os custos com energia tem sido um dos principais objetivos do setor industrial. Isso porque o segmento é um dos maiores consumidores de energia do mundo.
Essa redução passa pela busca por aumentar a eficiência energética, fazendo um melhor uso da energia disponível a fim de obter mais rendimento. Isso significa produzir o mesmo com menor gasto de energia.
Nesse sentido, as tecnologias da Indústria 4.0 são fundamentais para atingir esse objetivo.
Você vai descobrir, neste artigo, como a Indústria 4.0 pode ser uma grande aliada na busca por eficiência energética.
Acompanhe!
A busca por eficiência energética tem sido uma preocupação cada vez mais frequente do setor industrial. Isso porque a indústria é uma das maiores consumidoras de energia do planeta. Só no Brasil, o setor corresponde a um terço do total da energia consumida, com 33,8%.
No mundo, essa porcentagem não é tão diferente. Segundo a Agência Internacional de Energia, o setor industrial foi responsável por 38% do uso total da energia global em 2021, um aumento de 5% em comparação ao ano 2000, quando utilizou 33%.
Por isso, é fundamental encontrar maneiras de diminuir esse gasto de energia. E, um dos caminhos para atingir essa redução se dá por meio de uma maior eficiência energética. Ou seja, o objetivo é fazer o melhor uso possível da energia disponível a fim de obter mais rendimento, produzindo os mesmos produtos usando menos energia ou aumentar a produção sem aumentar o consumo.
Nesse sentido, a adoção das inovações tecnológicas promovidas pela Indústria 4.0 se mostram uma grande aliada. Tecnologias como Inteligência Artificial, Machine Learning e Big Data são capazes de oferecer ferramentas que podem, ao mesmo tempo, aumentar a eficiência energética, reduzir o custo total de produção e manter a mesma qualidade de entrega.
Isso porque uma das principais características da chamada Quarta Revolução Industrial é a digitalização dos processos de manufatura, seja por meio da substituição de alguma tecnologias específicas, aplicação de ferramentas que otimizam o consumo energético ou mesmo pela adaptação nos processos de negócios.
As tecnologias da Indústria 4.0 podem, por exemplo, otimizar o comportamento de robôs interconectados, reduzindo o consumo de energia sem aumentar o tempo gasto para produção.
Da mesma forma, as inovações trazidas por essas tecnologias digitais permitem substituir processos de manufatura convencionais, que gastam muita energia, por alternativas mais econômicas, rápidas e energicamente mais eficientes.
Assim, a Indústria 4.0 contribui para a eficiência energética ao:
Realizar o monitoramento e o gerenciamento de energia.
Modelar e integrar processos.
Otimizar a produção e o consumo de energia.
Simular produtos e serviços antes da manufatura.
Oferecer análises aprofundadas para melhor tomada de decisão.
A eletrificação é um processo no qual a energia térmica, proveniente de combustíveis fósseis, são substituídos por eletricidade oriunda de fontes renováveis, como a solar e eólica, diminuindo assim a emissão de gás carbônico na atmosfera.
Sendo a indústria um dos principais consumidores mundiais de energia, a eletrificação se mostra eficiente para o setor, quando o assunto é reduzir a pegada de carbono dos negócios, aumentar a sustentabilidade, manter e otimizar o desempenho da produção.
Assim, aumentar o uso de energia elétrica e, consequentemente, reduzir a dependência dos combustíveis fósseis é um passo fundamental para a diminuição das emissões de gases do efeito estufa no planeta, contribuindo para que o mundo se torne um lugar mais sustentável.
Além disso, esse processo também é capaz de trazer ganhos de eficiência. Um exemplo é a substituição de dispositivos que demandam combustão de materiais fósseis, como fornos siderúrgicos e caldeiras, que consomem muita energia, por equipamentos que aquecem de forma elétrica, a exemplo das bombas de calor.
Com essa prática, a indústria reduz drasticamente seus gastos com energia e as emissões de carbono.
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Apesar do investimento inicial em infraestrutura, a eletrificação da indústria é um passo fundamental para o futuro dos negócios, até porque o retorno desse capital é obtido por meio da economia nos custos de combustível e manutenção ao longo da vida útil de cada equipamento.
Além disso, é possível observar uma considerável redução no valor da energia elétrica em relação ao custo do petróleo, com variação de preços menos volátil também.
Fontes automatizadas de energia são uma combinação de diferentes tecnologias – que incluem sistemas de armazenamento de energia, fontes renováveis e automação – com o objetivo de tornar o uso de energia mais inteligente e eficiente.
Em aplicações industriais, a automação energética pode ser utilizada para gerenciar uma rede elétrica feita por variadas fontes de energia.
Esse sistema, combinado com tecnologias como Inteligência Artificial (IA), Machine Learning e Internet das Coisas (IoT), também permite que negócios dos mais diversos setores economizem energia.
Como exemplo, podemos citar os sensores inteligentes, que podem monitorar o desempenho em tempo real, enquanto a IA faz com que as máquinas associadas se ajustem para gerenciar o consumo de energia com mais eficiência.
Da mesma forma, a tecnologia de automação permite que edifícios inteligentes consigam coletar dados sobre produção, armazenamento e produção de energia renováveis, como a produzida por meio de painéis solares, para distribuir efetivamente a eletricidade em todo local.
No longo prazo, os benefícios para a indústria, trazidos pelas fontes de automação de energia incluem melhoria na eficiência, auxílio à sustentabilidade e saúde do planeta e economia, além de uma possível geração de receita extra alcançada pela venda de energia excedente.
O MATLAB e o Simulink (com o Simscape Battery) são ferramentas essenciais e completas para que engenheiros e cientistas possam trabalhar em projetos que buscam otimizar o uso de energia, atingindo uma melhor eficiência energética.
Além disso, os softwares oferecem suporte a todos os estágios de desenvolvimento e implantação de projetos de eletrificação, desde estudos de viabilidade em estágio inicial até a tecnologia operacional comprovada.
Com a ferramenta Simscape Battery – dentro do Simulink – você pode desenvolver e projetar sistemas de energia renovável e armazenamento de energia, células de combustível e eletrolisadores, gerenciamento de energia e muito mais.
E não apenas isso. As ferramentas oferecem mecanismos para modelar e simular sistemas de gerenciamento de baterias, fundamentais para a eletrificação da indústria.
Veja também:
Simscape Battery e o gerenciamento de baterias
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