A modelagem matemática e computacional surge como uma ferramenta fundamental para enfrentar os desafios e aproveitar as oportunidades das energias renováveis. Com o aumento vertiginoso da demanda por energia elétrica nos setores industriais e comerciais, torna-se imperativo explorar soluções mais eficientes. A geração distribuída de energia renovável e as Smart Grids despontam como alternativas promissoras. Paralelamente, a crescente preocupação com a degradação ambiental impulsiona o uso de energias renováveis, ressaltando a urgência do desenvolvimento sustentável. Vivemos um momento crucial em que equilibrar o progresso com a preservação ambiental se torna uma prioridade indispensável.
Desafios da Demanda por Energia e Geração Distribuída de Energia Renovável:
Diante do crescimento exponencial de dispositivos elétricos e eletrônicos, os setores industriais e comerciais enfrentam mudanças contínuas, de modo que se expande significativamente a demanda por energia elétrica. Nesse contexto, direciona-se a utilização de geração distribuída de energia para as energias renováveis, como uma possibilidade para suprir essa demanda de consumo mundial.
Smart Grids e Desenvolvimento Econômico:
Todavia, frente a tantas mudanças na área tecnológica, de informação e automação industrial, apresentam-se demandas que vêm de um processo de globalização e desenvolvimento econômico, fazendo com que surgisse um novo conceito de sistema elétrico, as Smart Grids, ou Redes Inteligentes de Energia, que possuem como objetivo associar informações à rede e promover o uso mais operativo da eletricidade. Essas redes inteligentes também podem contribuir de maneira relevante para o atendimento dessas demandas, favorecendo a redução de perdas técnicas e na distribuição de energia.
A Importância das Energias Renováveis no Desenvolvimento Sustentável
Não obstante, a atenuação dos recursos naturais vem estimulando a utilização de energias renováveis, uma vez que a energia é um coeficiente significativo para o desenvolvimento econômico. Nas últimas décadas do século passado, os riscos de degradação ambiental se tornaram progressivamente mais evidentes. Esses problemas ambientais mencionados são resultados da combinação de diversos aspectos, como ampliação da população mundial, do consumo de energia e da atividade industrial.
A fim de solucionar os problemas ambientais enfrentados pela população mundial, busca-se ações de longo prazo e que estejam conexas ao desenvolvimento sustentável, destacando novamente a importância de recursos energéticos renováveis, dada sua eficiência. Porém, para que seja possível empregar esses recursos deve-se obter também o equilíbrio entre produção e consumo de energia, visto que seu armazenamento requer técnicas complexas e, muitas vezes, inviáveis.
Diante deste cenário, é notável que a segurança e credibilidade do sistema de fornecimento de energia elétrica também alcança gradativamente mais espaço, decorrente de exigências críticas e rigorosas, tanto de órgãos reguladores como de consumidores. As tecnologias de energias renováveis apresentam cada vez mais destaque, tornando-se presentes em um número cada vez maior de países, na medida em que incorporam várias tecnologias, como por exemplo: solar, eólica, células de combustível, biomassa, centrais hidrelétricas, geotérmica e oceânica.
Atualmente, a energia solar por meio de módulos fotovoltaicos é uma das tecnologias que ocupa um lugar de destaque, principalmente no Brasil, garantindo um impulso nas últimas duas décadas como uma das alternativas mais viáveis de energia renovável, contribuindo com muitas redes do mundo todo. Em decorrência desse processo, as operadoras de redes de distribuição de energia se encontram face a situações complexas em relação a planejamento, operação e controle. Ainda assim, o investimento financeiro para implementação dessas tecnologias ainda é muito alto.
Modelagem Matemática e Computacional para Energias Renováveis e Desenvolvimento Sustentável
Em consideração a todos esses fatores, as metodologias que permitem, por exemplo, quantificar e prever tempo de retorno desses investimentos, bem como simular com acurácia a quantidade de energia que é gerada pelos sistemas, passam a ter uma importância cada vez maior. Uma das estratégias é a utilização da modelagem matemática, já que por meio dela é possível elaborar modelos capazes de simular o tempo de retorno de investimento para o consumidor, além de verificar os impactos causados na rede de distribuição.
Os algoritmos matemáticos tem papel fundamental, uma vez que contribuem para interligar ferramentas de modelagem que considerem variáveis climáticas e outros parâmetros, com o objetivo de avaliar o rendimento de superfícies por meio de simulações, contribuindo para um melhor desempenho e eficiência.
Logo, pode-se perceber a importância e aplicabilidade da modelagem matemática e computacional, que por meio de algoritmos e simulações se apresenta eficaz no contexto de energias renováveis, cidades inteligentes e planejamento urbano. Ainda, é uma possibilidade de acelerar a integração de energias renováveis em áreas urbanas, contribuindo em desempenhos técnicos, econômicos e ambientais, consequentemente colaborando com o desenvolvimento sustentável e equilíbrio energético.
