Julio Guilherme Glasner de Maia Chagas AVALIANDO SENSIBILIDADE A CONTEXTO NA GESTÃO EFICIENTE DE ENERGIA ELÉTRICA Julio Guilherme Glasner de Maia Chagas Orientador: Prof. Dr. Carlos André G. Ferraz Recife, 28 de abril de 2009

Roteiro Motivação Conceitos CAMPS Aplicação Resultados Trabalhos futuros Nos tempos atuais, é notória a influência das redes de contatos na vida das pessoas de praticamente todas as idades, onde interagem crianças, jovens e adultos. Os temas são os mais variados, englobando desde amenidades do dia-a-dia, excentricidades e assuntos acadêmicos, até redes específicas com foco no desenvolvimento de negócios no crescente filão digital. Quase todo mundo sabe da importância da rede de contatos ou networking para o sucesso profissional e pessoal, mas ainda são poucas as pessoas que valorizam e organizam suas redes sociais, pois muitos acham que não precisam anotar nada, nem o nome, nem fone e nem e-mail, possuem boa memória e sempre se encontram no bar, na praia, na esquina, no futebol, ou em qualquer outro lugar. A construção de uma consistente rede de relacionamento demanda um considerável tempo e investimento pessoal, para que se possa efetivamente extrair e gerar resultados, adquirindo credibilidade dos contatos e conquistando espaço pautado na confiança e na ética. O investimento referido não está necessariamente em valores financeiros, mas em atitudes e comportamentos com todos os membros da rede. As universidades americanas e européias têm alimentado, por mais de cem anos, a cultura de criar e desenvolver redes de relacionamento de seus ex-alunos. Essas associações, normalmente chamadas de Alumni em países da América do Norte e Europa, se propõem a ajudar na manutenção de um estreito vínculo entre os colegas de turma, professores e funcionários da universidade. Com o advento da tecnologia, instrumentos que facilitam a interatividade emergem como sites de relacionamento, que dispõem de galerias de fotografias digitais, blogs, fóruns, revistas eletrônicas, chats e newsletters.

Motivação Centro de Informática UFPE Xxx alunos de graduação Premiações internacionais XXX alunos de Pós-graduação Infraestrutura disponivel 24/7/365

Motivação A justificativa para execução desse trabalho veio do incômodo de vivenciar uma cultura de desperdício de energia, identificada e reconhecida, mas aceita num cenário onde a disponibilidade dos ambientes é o diferencial no negócio em questão. Essa realidade é encontrada em lugares onde os recursos precisam estar disponíveis, em quantidade suficiente para atender à demanda imediata, entretanto nem sempre há um administrador para ativar os equipamentos na hora da necessidade e, ainda mais importante, desligá-los na ociosidade. A automatização convencional não soluciona esse tipo de problema porque, pelo fato de atender a regras estáticas, irá fazer faltar o recurso dado às demandas variáveis 21 de abril 2009 – 21:00

Motivação 21 de abril 2009 – 21:00

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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 Basicamente o CAMPS funciona da seguinte maneira: quando um ambiente começa a ser monitorado, ele registra todas as informações pertinentes no Power configurator. Após o registro, há a criação de um novo contexto no Context Manager, e a partir daí o Power Manager verifica se há a possibilidade de economizar energia. Caso haja a possibilidade de economia de energia, o Power Manager notifica todos os clientes a quem essa informação pode interessar, para que esses clientes executem as ações relacionadas à nova situação. Simultaneamente o Power Monitor apresenta o consumo atual dos ambientes. Todas as mensagens trocadas são armazenadas pelo Logger.

Aplicação prática Cenário Implementação Resultados obtidos

Cenário Laboratórios de Graduação do CIn UFPE Laboratório QTD CPU Capacidade HD Memória RAM Placa Vídeo Monitor G1 40 Sempron 2,7GHz 40GB 1GB 64MB integrada 17" CRT G2 Pentium 4 3GHz 64 MB independente G3 48 Athlon 2,8GHZ 160GB 256MB independente G4 50 Pentium 4 D 1,6GHz 2GB 512MB independente 17"LCD G5 32 Athlon dual core 2,8GHZ 250GB

Cenário Localização

Potência individual (W) Cenário Local Dispositivo Quantidade Potência individual (W) Total (W) Potência geral (W) G1 Computadores 40 168,3 6732 15288 Lâmpadas 32w 24 32 768 Split 1 1 7788 G2 158,4 6336 14958 7854 G3 48 149,6 7180,8 20521,8 Split 2 4719 G4 50 137,5 6875 20159 8316 4200 G5 143 4576 13198 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

Quantidade Total de máquinas Limiar de máquinas ocupadas Implementação Laboratórios, limiares e prioridade 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 5ª Totais 210 148

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

Resultados 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)

Resultados Gráfico de potências antes do sistema Fim de semana comum (04 e 05/04/2009)

Resultados Gráfico de potências após ativação do sistema Dia útil comum (15/04/2009)

Resultados Gráfico de potências após ativação do sistema Final de semana comum (18 e 19/04/2009)

Resultados Gráfico comparação dias úteis Dia 08 e dia 15 de abril de 2009

Resultados Gráfico comparação Finais de semana Dia 04-05 e dia 18-19 de abril de 2009

Resultados Período Economia média (KW) Dia da semana 32,716 Final de semana 31,233

Resultados Economia em relação à carga nominal Potências KW Horas de ocorrência (em uma semana) KWh Total KWh Carga nominal total instalada 84,125 168 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   Economia percentual 19,87 %

Energia = Potência x tempo Resultados Energia = Potência x tempo Período Economia média (E) Horas período (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 Nas aplicações 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.

O trabalho em grupo é mais prazeroso pois Agradecimento O trabalho em grupo é mais prazeroso pois o sucesso é coletivo. MUITO OBRIGADO