Projeto usa algoritmos de inteligência artificial na gestão da Usina Fotovoltaica

Projeto usa algoritmos de inteligência artificial na gestão da Usina Fotovoltaica

O destaque é para a perspectiva da sustentabilidade e da inovação tecnológica, além de prever a quantidade de energia que pode ser gerada.

“Um algoritmo, no sentido mais geral, é um conjunto de instruções passadas a uma máquina para que ela execute uma determinada tarefa ou resolva um problema. Um algoritmo de inteligência artificial é um conjunto de instruções que permite que a máquina aprenda a resolver um determinado problema ou a executar uma tarefa”. A definição é do professor Bruno Bogaz Zarpelão, do Departamento de Computação, do Centro de Ciências Exatas (CCE).

É exatamente isso que faz um projeto liderado por Bruno Bogaz Zarpelão e pelo professor Sylvio Barbon Junior, também do Departamento de Computação do CCE. A equipe do projeto está ensinando a máquina para que colete informações e possa ajudar no gerenciamento da energia produzida pela Usina Fotovoltaica da UEL, a primeira da região de Londrina, entregue oficialmente em novembro do ano passado. A proposta atua na perspectiva da sustentabilidade e da inovação tecnológica.

Segundo o professor, a cada 15 minutos, um sistema coleta dados sobre a operação da usina e armazena em um banco e com o cruzamento com outros parâmetros – como condições meteorológicas, níveis de radiação solar, temperatura ambiente, período do ano – pode realizar a predição de capacidade de geração de energia, por exemplo, para 15 minutos, horizonte considerado imediato, ou para 24 horas e até uma semana, em horizontes mais longos.

Algoritmos de Inteligência Artificial podem também ser usados, no gerenciamento da Usina Fotovoltaica. A ideia é diagnosticar comportamentos anormais no funcionamento.

Nesse sentido, o principal objetivo do projeto – comandado pelos professores do Departamento de Computação – é prever a quantidade de energia que pode ser gerada. “Essa predição é importante porque a energia solar, naturalmente, depende do comportamento do sol. Por isso, a usina solar acaba sendo muito afetada por dias com mais nebulosidade, até por sombras”, diz ele. A predição permite que o gestor planeje como vai utilizar a produção energética da usina. Confira o áudio.

Para construir os sistemas baseados em inteligência artificial, o professor explica que a equipe pode utilizar algoritmos e técnicas já previstos na literatura, combinando esses recursos da maneira mais adequada para resolver o problema em questão. “Quando necessário, também podemos criar algoritmos ou técnicas para resolver determinados problemas”, afirma o professor. “Os primeiros resultados que a gente já tem são inspiradores, encorajadores porque nós conseguimos fazer previsões com um nível de acurácia [precisão] bastante alto”.

Os algoritmos de inteligência artificial podem também ser usados, no gerenciamento da Usina Fotovoltaica, para diagnosticar comportamentos anormais. “Quando a gente tem um comportamento real se desviando da predição, a inteligência artificial vai poder comparar os dois automaticamente e nos alertar que alguma coisa está errada, já que a predição dizia que a energia gerada seria X e a energia gerada está bastante diferente disso”, exemplifica Bruno Bogaz Zarpelão. O professor comenta que, dependendo do sistema treinado, o próprio recurso de inteligência artificial pode achar o problema que leva a usina a se comportar dessa forma.

O gerenciamento dos recursos providos pela usina oportunizam a diminuição de custos relacionados ao consumo de energia elétrica.

Outra possibilidade proporcionada pelos algoritmos de inteligência artificial diz respeito à possibilidade de proteger o sistema contra ataques de algoritmos, ou seja, atuar no viés da segurança. O professor explica que pode ocorrer uma manipulação maliciosa dos dados que alimentam o algoritmo. A manipulação é muito sutil, de maneira que o ser humano não percebe, mas pode causar um grande impacto na predição de energia a ser gerada. “Nesse caso, a gente constrói outros algoritmos de inteligência artificial, que vão ser usados para identificar essa manipulação sutil, defendendo o sistema”.

Para o professor, os recursos de inteligência artificial são cada vez mais utilizados impactando o dia a dia das pessoas. Ele cita como exemplo as redes sociais que coletam dados sobre a navegação dos usuários na internet para fins comerciais com anúncios de oferta de produtos, câmeras em locais públicos, gestão do tráfego nas cidades. “Isso criou uma massa de dados que é o que faltava para alimentar os algoritmos de inteligência artificial”. Nesse sentido, Bruno Bogaz Zarpelão lembra o conceito de cidade inteligente. A Usina fotovoltaica da UEL é um exemplo nesse contexto. Confira o áudio.

Bruno Bogaz Zarpelão diz que o processo de utilização dos instrumentos de inteligência artificial tende a se intensificar cada vez mais, visto que o processo de automação ocorre em todos os setores da sociedade. No entanto, ele destaca que esse processo não descarta o componente humano. “O ser humano ainda é peça fundamental em todo esse processo. Muitos veem a inteligência artificial como um substituto e eu diria que a inteligência artificial é um grande suporte. O conhecimento, a criatividade e até a capacidade de improviso são fundamentais e o agente humano é central em todos os processos de tomada de decisão”.

Pós-graduação – O projeto dos professores Bruno Bogaz Zarpelão e Sylvio Barbon Junior tem a participação de alunos de dois programas de pós-graduação da UEL, o de Ciência da Computação, do CCE; e o de Engenharia Elétrica, do Centro de Tecnologia e Urbanismo (CTU), dos quais também são professores. O programa de Engenharia Elétrica do CTU é desenvolvido em associação entre a UEL e a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR, campus de Cornélio Procópio.

O estudante Ricardo Petri, do 1º ano do doutorado de Engenharia Elétrica, afirma que participar do projeto possibilita trabalhar seus conhecimentos durante a formação no curso de Ciência da Computação. “A Usina Fotovoltaica da UEL nos fornece informações muito úteis, sendo que – muitas vezes – lidamos com informações faltantes ou até mesmo recorremos a informações artificiais, que simulam o funcionamento de uma usina”.

Ele destaca também a importância de buscar soluções sustentáveis. “O nosso objetivo consiste em disponibilizar para a universidade uma maior capacidade de gerenciamento dos recursos providos pela usina, bem como a diminuição de custos relacionados ao consumo de energia elétrica”, afirma o doutorando. “Gostaria de destacar que nosso grupo de pesquisa está sempre de portas abertas para pessoas que se interessam e queiram contribuir e participar de projetos como esse”.

Éverton Santana é estudante do 2º ano do mestrado em Computação e ressalta que o conhecimento teórico é aplicado a um problema real, do cotidiano. “A pesquisa também faz com que busquemos nos atualizar em relação ao que tem de mais novo na literatura, pois é uma área em constante evolução”, comenta ele. O grupo de pesquisa tem parcerias com pesquisadores da Itália e do Reino Unido, apontando para a internacionalização da Universidade.

O estudante é graduado em Engenharia Elétrica e ressalta a oportunidade de associar os conhecimentos com a área da Computação, na pós-graduação. “A interdisciplinaridade é bastante frutífera e mostra a complementaridade de diferentes áreas do conhecimento”, ressalta Éverton Santana. “Temos a oportunidade de dar a nossa contribuição na área, concretizada pelas publicações do que estamos desenvolvendo”.

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