Titulo Estágio
Protótipo Blockchain para Centrais Elétricas Virtuais
Áreas de especialidade
Sistemas de Informação
Engenharia de Software
Local do Estágio
DEI-FCTUC
Enquadramento
A transição energética é um dos desafios estratégicos para a sustentabilidade, visando a produção de energia limpa através de recursos naturais renováveis (ex.: energia solar, eólica). Implica uma verdadeira revolução, por exemplo, ao nível da mobilidade, das redes de abastecimento e armazenamento de energia. Apenas com tecnologias de informação esta transição será possível (Veolia, 2022).
As Centrais Elétricas Virtuais / Virtual Power Plants (VPP) são sistemas descentralizados de produção e armazenamento de energia 100% renovável, constituído por múltiplas unidades de produção e armazenamento, funcionando de modo integrado. Empresas como a Tesla estão a explorar o conceito (ex.: Arenawire, 2020) que está também a dar os primeiros passos em Portugal.
Cloud e blockchain são tecnologias críticas para a operacionalização das VPP. Por exemplo, através de sistemas que monitorizam os participantes na rede e as transações de energia que ocorrem entre produtores e consumidores (ex.: viaturas elétricas). Estas estruturas que estão a redesenhar as tradicionais bombas de combustível e sistemas de armazenamento (ex.: Renewable Energy World, 2021) requerem novas arquiteturas.
Esta tese visa contribuir para o desenvolvimento das VPP, através de um estudo exploratório do potencial de blockchain (ex.: registo dos participantes na rede, produções, vendas de energia, avarias, entre outros eventos importantes para uma VPP), com criação de um protótipo. Permitirá o contato com soluções inovadoras, num setor altamente competitivo como é o caso da energia, assim como a criação de uma versão inicial, de demonstração a uma escala laboratorial, para suportar as VPPs do futuro.
Referências:
Arenawire (2020). Social housing added to the Tesla virtual power plant. https://arena.gov.au/blog/social-housing-added-to-teslas-virtual-power-plant/ (acedido em 30/05/2022)
Renewable Energy World (2021). Electric school bus charging hub could provide ‘blueprint’ for grid support.
https://www.renewableenergyworld.com/storage/electric-school-bus-charging-hub-could-provide-blueprint-for-grid-support/ (acedido em 30/05/2022)
Veolia (2022). Redes inteligentes, blockchain: a transição energética será tecnológica. https://www.veolia.pt/inventando-o-amanha/redes-inteligentes-blockchain-transicao-energetica-sera-tecnologica (acedido em 30/05/2022)
Objetivo
Esta tese terá 2 objetivos principais:
1. Estudar o potencial de Blockchain para as VPP e criar um modelo conceptual para sua aplicação;
2. Criar um protótipo Blockchain inicial que permita registar as fontes de produção e armazenamento da VPP, assim como eventos relevantes para a sua operação (ex.: produções, transações, reparações, etc.).
Plano de Trabalhos - Semestre 1
• Revisão sistemática de literatura sobre uso de Blockchain em VPPs;
• Seleção de tecnologia Blockchain (entre privadas (e.g., Hyperledger Fabric, Quorum) e públicas “as-a-Service” (e.g, Ethereum, Polygon, etc). Incluirá uma fase de aprendizagem e experiência com soluções Blockchain;
• Elaboração de um modelo conceptual para Blockchain-based VPP (ex.: identificação dos participantes na rede, informação crítica a registar, etc.).
Pretende-se que no final do 1º semestre o/a aluno/a fique a conhecer esta estrutura inovadora para a energia 100% renovável e o potencial das tecnologias para o tornar viável. O modelo a criar nesta fase é conceptual, identificando requisitos das VPP que podem ser geridos com Blockchain.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
• Melhoria do modelo e detalhe da arquitetura da solução através de contatos com empresas relevantes na criação e operação de VPPs;
• Criação de um protótipo inicial de Blockchain para VPPs;
• Escrita do relatório final e artigo científico.
No final do semestre o/a aluno/a ficará especialista na conceção de sistemas de informação baseados em Blockchain para estruturas críticas.
Condições
O trabalho será integrado num projeto do DEI, empresas de referência na área da energia e entidades de investigação tecnológica.
Está prevista a atribuição de uma bolsa para o segundo semestre do projeto.
Observações
O/A aluno/a será integrado/a no grupo de Sistemas de Informação, tendo acesso à sala de investigadores e aos recursos necessários à elaboração do projeto.
Orientador
João Barata e Paulo Rupino da Cunha
barata@dei.uc.pt 📩