�rea Cient�fica: Electrónica de Potência
Desenvolvimento da Eletrónica de Potência para um Sistema Microeólico Isolado com Baterias
Publicada a 2015-06-17
Aluno: Tiago José Cunha Rodrigues      N�mero: 55729       Email: a55729@alunos.uminho.pt
Data in�cio: 20/11/2012      Data Conclus�o:  

Orientador(es):
Nome: José Gabriel Oliveira Pinto      Email: gabriel.pinto@algoritmi.uminho.pt   

Arguente(s):
Data da defesa:       

Descri��o:

Atualmente, a potência utilizada em todo o mundo ronda os 16 TW, sendo que se prevê um aumento de quase 50% até 2030. Quase 90% da energia utilizada é derivada de combustíveis fosseis, sendo que desses 90%, 37% é obtida a partir de petróleo, o qual se estima que as suas reservas terminem em 2045. Outros combustíveis fósseis com grande utilização são o gás natural e o carvão. O gás natural estimasse que acabe em 2072, sendo que o carvão ainda apresenta grandes reservas, tendendo a ser usado cada vez mais nos próximos anos [1]. Este tipo de combustíveis, durante o seu processo de transformação em energia elétrica, libertam gases nocivos, para os seres vivos, provocam o efeito de estufa e contribuem para o aquecimento global do planeta. Por esta razão, nos últimos anos tem havido uma maior preocupação com o impacto ambiental, visto que os sinais do efeito de estufa causado por este tipo de poluição têm-se tornado evidentes, como por exemplo, nas alterações no clima. Com isto, surge a necessidade de apostar em fontes de energia alternativas, como é o caso das energias renováveis limpas. Estas, para além de usarem fontes de energia inesgotáveis, não causam praticamente poluição, sendo que, a poluição causada é em grande parte no seu processo de fabrico. Neste momento as energias renováveis constituem cerca de 8% da energia do mundo. Dentro dessa percentagem, a energia hidráulica é a que possui a maior fatia de energia produzida, seguida da energia eólica, que tem vindo a aumentar no uso, a um ritmo de 30% por ano, sendo que é bastante usada nos EUA, na Europa e na Ásia [1]. Os países da Europa com maior taxa de penetração da energia eólica são a Dinamarca, Espanha e Portugal, sendo que do total de energia consumida, 25,9%, 15,9% e 15,6%, respetivamente, é de origem eólica. Os países com maior potência instalada são a Alemanha e Espanha com 29060MW e 21674MW respetivamente. [2] Outros tipos de energia renováveis são a energia solar e a biomassa. Dentro destas energias referidas, esta Dissertação de Mestrado irá ser desenvolvida em volta da energia eólica. De maneira simples, o processo de extração de energia elétrica que tem como fonte a energia eólica, pode ser resumido à captação do vento a partir das pás da turbina eólica, que faz rodar o rotor de um gerador, produzindo assim energia elétrica. Atualmente, já existem unidades eólicas capazes de produzir quantidades assinaláveis de energia elétrica. A maior torre eólica disponível no mercado tem pás com um diâmetro de 127m e tem cerca de 7,5 MW de potência [3]. Para além da produção em grande escala em parques eólicos, onde são utilizadas unidades eólicas de grande potência, começa a emergir um interesse cada vez maior na microprodução. No que respeita à produção de energia em pequena escala, em habitações e edifícios de serviços, esta tem sido conseguida maioritariamente a partir de energia solar coletada por painéis fotovoltaicos. Contudo, existe um potencial muito interessante para a produção de energia elétrica a partir de unidades microeólicas, nomeadamente em locais remotos, isto é, sistemas isolados da rede elétrica, onde podem ser a fonte de energia principal ou ser combinada com a tecnologia solar fotovoltaica para uma produção de energia mais constante ao longo do dia e do ano. Ao contrário do que acontece com as unidades de grande potência que assentam numa tecnologia madura onde existe pouca margem de inovação, a tecnologia das microeólicas apresenta uma margem de crescimento grande, sendo possível conseguir grandes otimizações nomeadamente ao nível dos conversores de eletrónica de potência necessários. Este último será o caso a ser debatido na minha Dissertação de Mestrado. Para o caso de produção de energia elétrica para sistemas isolados, o desafio passa muito pela gestão de energia, isto é, para além de produzir energia de modo a alimentar as cargas da rede isolada é necessário armazenar a energia produzida que não está a ser utilizada. Para fornecer energia com qualidade às cargas da rede elétrica isolada, é necessário fazer uma interface do gerador com a rede elétrica, recorrendo à eletrónica de potência para tal. É necessário fazer o controlo dos circuitos de eletrónica de potência para o seu correto funcionamento.


Objectivos:

            Inicialmente será necessário fazer um estudo sobre as topologias existentes para este tipo de sistemas isolados, bem como os sistemas de armazenamentos existentes. Também será necessário fazer um estudo sobre os tipos de controlo envolvido para a gestão deste tipo de sistemas. Depois de efetuado o estudo, serão feitas simulações para validar os conceitos obtidos durante o processo de estudo e também verificar o desempenho das diferentes topologias. No final será implementado a topologia que se apresentou com um melhor desempenho no processo de simulação e serão obtidos resultados experimentais da mesma.


Palavras chave:
Energia Eólica, Sistemas Isolados, Microprodução

Copyright © DEI Universidade do Minho - Todos os direitos reservados
Powered byNetmove