O projecto sMeter representa um investimento elegível de 882.869,70 €, sendo financiado pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) através do COMPETE – Programa Operacional Factores de Competitividade (POFC).
Este projeto será desenvolvido no âmbito da CAE 71120 – Atividades de engenharia e técnicas afins – visto ter como objetivo a conceção, desenvolvimento e validação de uma solução integrada de eficiência energética e smart metering, incluindo mecanismos de tele-medida, tele-contagem e tele-operação.
Pretende-se criar uma plataforma que integre informação de origem diversa - gás, água, eletricidade - para suporte de funções de monitorização, telecomando, tele-operação e optimização de consumos, para clientes empresariais e domésticos.
O projeto sMETER insere-se no “Projeto em Co-Promoção “ do regulamento do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico (I&DT) e integra-se no âmbito do Pólo de Competitividade das Tecnologias de Informação, Comunicação e Eletrónica - TICE.PT, procurando desenvolver novas competências, entre outras, nas áreas das Tecnologias de Informação e Comunicações.
Entre os objetivos estratégicos do TICE.PT, contam-se o aumento do peso das TICE no produto nacional, nomeadamente através das exportações de equipamentos de tecnologia avançada. Ora, a tecnologia a desenvolver no projeto sMeter é destinada ao mercado internacional de utilities, fabricantes de contadores, empresas e ao ambiente doméstico. Pode dizer-se que as soluções e sistemas que resultarem deste projeto irão enriquecer a oferta da indústria das TICE nacional e potenciar as suas exportações.
Às utilities, a solução a desenvolver permitirá suportar toda a infraestrutura de smart metering. Para as empresas fabricantes de contadores pretende-se que a solução venha a constituir-se como a norma de facto para a integração de contadores tradicionais em soluções de smart metering. Para as empresas e ambiente doméstico a solução a desenvolver ira criar um ecossistema de aplicações para terminais móveis de eficiência energética e ambient assisted living.
Enquadramento
Uma das grandes preocupações da sociedade atual é garantir um fornecimento sustentável de energia que permita cumprir as necessidades da população a um custo viável. A enorme dependência atual de fontes de energia fósseis cria um triplo problema de segurança política das reservas, de incapacidade de satisfação da procura em períodos económicos de expansão e de perturbação grave do equilíbrio ambiental do planeta com o aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera. Em consequência, a União Europeia elegeu a estratégia dos 20-20-20, na qual se destaca o aumento em 20% da eficiência energética, até 2020.
No início dos anos 80, do séc. XX, George W. Hart, Ed Kern e Fred Schweppe propuseram o sistema "Nonintrusive Load Monitoring" (NILM) para, através da medição de variação da corrente elétrica, identificar os aparelhos elétricos que estão a ser utilizados num dado momento, bem como o seu consumo energético (uma breve descrição do sistema está disponível em US Patent, 1989). O conceito NILM representa uma das melhores abordagens à monitorização dos consumos individuais dos aparelhos (sub-metering). De facto, o crescente aumento do número de aparelhos por habitação ou edifício torna inviável a instalação de um contador por aparelho. O NILM permite que a monitorização de todos os consumos seja concentrada num dispositivo central. Mais recentemente, os sistemas NILM evoluíram no sentido de integrarem medições e controlo de outras fontes de energia e abastecimentos (eletricidade, gás, água, combustível de aquecimento, água quente, entre outros) e permitirem a racionalização integrada de consumos tendo em conta as necessidades dos ambientes e os custos relativos de cada tipo de energia, integrando também sistemas de cogeração quando presentes.
Esta gestão integrada das várias fontes de energia num ambiente empresarial ou residencial designa-se por multi-metering. O multi-metering é, por um lado, facilitado pelo facto de algumas utilities fornecerem vários tipos de energia (por exemplo, eletricidade e gás) e, por outro lado, dificultado pela relutância que as utilities têm em disponibilizar a sua informação de contagem a outras entidades. Nestes casos, a informação de multi-metering pode ser conseguida à custa da agregação do sub-metering de uma dada fonte de energia ou abastecimento.
Os desenvolvimentos propostos no projeto sMETER vão de encontro às tendências de evolução tecnológica, visando o enriquecimento do smart-metering com sub-metering e multi-metering numa plataforma integrada e flexível, permitindo a fácil adequação aos diferentes cenários das utilities e dos fabricantes de contadores. Estes desenvolvimentos estão em linha com o estado da arte em termos de projetos internacionais, para além da oferta comercial de soluções nesta área.
Os desenvolvimentos propostos neste projeto visam a criação de uma plataforma de software de acordo com paradigmas Service Oriented Architectute (SoA) e Internet of Services (IoS) para integração de informação de tele-medida e tele-contagem de várias origens (gás, água, eletricidade, controlo) para suporte de funções de monitorização, telecomando e tele-operação e optimização de consumos (incluindo sub-metering e multi-metering) para clientes empresariais e domésticos, com capacidade de ligação a plataformas de negócio das utilities (CRM, faturação, logística, etc.), e suporte de plugins e widgets para a criação de um ecossistema de aplicações de otimização de consumos e eficiência energética. A solução a desenvolver no âmbito deste projeto deverá integrar os requisitos específicos da distribuição de gás (GPL) em diversos componentes (software de gestão de rotas, base de dados para gestão dos clientes e o sistema de telemetria da ISA), de diferentes fornecedores, o que coloca dificuldades de interligação/comunicação.
Visão estratégica, enquadramento tecnológico e tendências do sector
Desde a sua fundação, a ISA - Intelligent Sensing Anywhere, S.A. tem-se destacado na área da telemetria para monitorização de combustíveis em tanques, nomeadamente a monitorização de tanques de GPL. Com base na experiência adquirida na telemetria para GPL, a ISA tem vindo a alargar o seu raio de intervenção, desenvolvendo novas soluções de telemetria na área da eficiência energética e smart metering (monitorização de consumos globais e por aparelho), leitura de contadores (eletricidade, água e gás), saúde (monitorização de sinais vitais e monitorização de idosos), ambient assisted living e segurança (monitorização ambiental, alertas de ocorrências de incêndios, fugas de gás, inundações, intrusão, acessos, etc.).
Apesar dos enormes avanços na domínio das TIC, o potencial de inovação e crescimento é ainda muito grande. A análise do mercado e das linhas estratégicas de investigação definidas pelos programas Internacionais revela as tendências de evolução tecnológica no sector da Monitorização e Eficiência Energética em edifícios passam pela monitorização e controlo integrados de consumos (smart metering) das várias origens (multi-metering) e pela monitorização e controlo detalhado dos vários consumos dentro de cada subsistema (sub-metering) suportado por uma malha de sensores e atuadores, sendo o controlo e optimização garantidos por aplicações integradas em dispositivos móveis, com acesso através da Internet, de forma segura, aos repositórios de dados de monitorização e aos sensores e atuadores de acordo com os recentes paradigmas da Internet of Things (IoT) e Internet of Services (IoS).
Neste projeto pretende-se uma evolução da oferta de soluções de monitorização e controlo para eficiência energética e smart metering de forma a ir ao encontro aos paradigmas de evolução tecnológica, visando a criação de uma solução que irá incluir dispositivos de monitorização e sensores com capacidades multi-metering e sub-metering, actuadores, comunicações seguras e uma plataforma de software para recolha e armazenamento de informação, suporte de aplicações de gestão da infraestrutura, ligação a aplicações de CRM e gestão de negocio, e suporte de um ecossistema de aplicações de eficiência energética para terminais móveis (a desenvolver pela ISA e por terceiros), de acordo com os paradigmas da Services Oriented Architecture (SoA) e da Internet of Services (IoS).
A solução de Eficiência Energética a desenvolver deverá ser facilmente adaptado aos vários cenários de utilização dos atuais e futuros clientes (utilities, empresas industriais e de serviços, condomínios, clientes domésticos, etc.) e suportar a interligação de equipamento de contagem de diferentes fabricantes, oferecendo aos fabricantes de contadores tradicionais a possibilidade de integrarem os seus equipamentos numa plataforma de tele-contagem evoluída e que possa funcionar com uma "norma de facto" para estas empresas.
Os resultados do projeto sMeter irão permitir o reforço da presença da ISA no mercado Internacional (com enfâse no Europeu onde já tem uma presença significativa, parcerias e canais bem estabelecidos), através da oferta de uma solução integrada e versátil para no mercado das utilities e das empresas fabricantes de contadores.
Objetivos do projeto
Os objetivos do projeto sMeter são a conceção, desenvolvimento, validação de uma solução integrada de eficiência energética e smart metering, envolvendo os seguintes componentes:
- Plataforma de software obedecendo aos paradigmas Service Oriented Architectute (SoA) e Internet of Services (IoS) para integração de informação de tele-medida e tele-contagem de várias origens (gás, água, eletricidade, controlo) para suporte de funções de monitorização, telecomando e tele-operação, e optimização de consumos (incluindo sub-metering e multi-metering) para clientes empresariais e domésticos, com capacidade de ligação a plataformas de negócio das utilities (CRM, faturação, logística, etc.) e suporte de plugins e widgets para a criação de um ecossistema de aplicações de otimização de consumos e eficiência energética.
- Sistema de comunicação seguro e eficiente, em malha, sem fios, de baixo consumo e grande cobertura, para interligação segura dos dispositivos de tele-contagem em nós de agregação de informação e para ligação segura dos nós de agregação à plataforma central.
- Smart meter para gás: módulo de tele-contagem e comunicações para acoplamento indutivo a contadores tradicionais de gás, com capacidade de adaptação aos produtos de vários fabricantes existentes no mercado nacional e internacional (ex. SamGas).
- Módulo de comunicações para smart meter de água: sistema para interação com smart meters para contadores tradicionais de água, com capacidade de adaptação aos smart meters existentes no mercado nacional e internacional (ex., Janz ) com vista à criação de uma "norma de facto" para a integração deste tipo de equipamentos em plataformas de tele-contagem.
- Ferramenta de administração da infraestrutura, incluindo suporte à instalação, autoconfiguração e auto ativação de equipamentos, monitorização dos componentes instalados, gestão de configurações, gestão da autonomia dos dispositivos, mecanismos de fail-over e planeamento de intervenções onsite (ex. para substituição de baterias ou equipamentos avariados).
- Ferramentas de logística para apoio à distribuição de gás para depósitos industria, domésticos e comunitários (LPG canalizado), para ligação à plataforma com capacidade de verificação de consumos, otimização de rotas e controlo dos abastecimentos.
A solução de Eficiência Energética e Smart Metering a desenvolver irá integrar um conjunto de sistemas e ferramentas de monitorização, telemetria e tele-contagem já desenvolvidos e em comercialização pela ISA.
Para além da plataforma integradora, serão acrescentadas novas funcionalidades aos sistemas existentes (sobretudo na área da energia elétrica) e desenvolvidos novos módulos de raiz (sobretudo para o gás e água), integrando comunicações seguras eficientes e ferramentas avançadas que permitirão reduzir os custos de instalação e operação das infraestruturas, tornando-as assim mais competitivas no mercado internacional.
Pretende-se que a solução a criar possa ser usada como "norma de facto" por vários fabricantes de equipamento de contagem tradicionais e também pelas utilities como solução de tele-contagem e serviços associados facilmente adaptável às infraestruturas específicas de cada empresa e facilmente expansível para adaptação a outros cenários.
Na solução a desenvolver serão também integrados resultados de projetos de investigação nacionais e europeus anteriores. Concretamente serão integrados os resultados dos seguintes projetos nacionais:
- MaisGás, financiado pela AdI e concluído em 2000 que teve como resultado o desenvolvimento de um sistema de monitorização para reservatórios de gás;
- iCenter, que teve como objetivo o desenvolvimento de um módulo de aquisição de dados para as utilities de energia e que foi financiado pelo NITEC e concluído em 2008;
- MeasureWatt que tem como objetivo o desenvolvimento dos sistemas iEnergy e iTelemetry para tele-contagem e validação de dados para energia elétrica que está em curso e é financiado pelo IAPMEI);
- SELL que tem como objetivo o desenvolvimento de um módulo de cliente (Enerbook) para otimização de consumos, sendo financiado pelo IAPMEI.
A integração de resultados de projetos anteriores em paralelo com os desenvolvimentos da plataforma e de novos módulos e funcionalidades permitirá a atualização tecnológica dos sistemas anteriormente desenvolvidos e a sua integração numa arquitetura uniforme, aberta e evolutiva que servirá de suporte ao roadmap da ISA.
Metas do projeto
Os objetivos do projeto sMeter serão conseguidos através das seguintes metas intermédias, distribuídas ao longo dos 24 meses de duração do projeto:
- Conceção da arquitetura geral da solução e especificação detalhada dos vários componentes identificados nos objetivos.
- Desenvolvimento dos vários componentes identificados nos objetivos.
- Integração, prototipagem e preparação da certificação da solução.
- Validação da solução integrada no Intelligent Sensing and SmArt Services Living Lab (IsaLL) e em ambiente real (está previsto o envolvimento de um ou vários dos clientes de referência da ISA: Galp, BP, Repsol).
- Promoção da solução no mercado nacional e internacional (está prevista a participação em alguns dos seguintes certames internacionais CeBIT, AEGPL, WorldLPG, MeteringEurope, etc.).