Esta Dissertação terá por objectivo o desenvolvimento de um Sistema Micro-Eólico para Produção de Energia e Interface com a Rede Eléctrica, e será orientada pelo Doutor João Luiz Afonso.

No fim da 2ª guerra mundial deu-se um enorme crescimento industrial a nível global onde a energia foi uma componente fundamental nessa evolução. Ao longo da história foram desenvolvidas várias formas de produção de energia, entre elas a produção através de recursos energéticos de origem fóssil. Devido ao uso abusivo deste tipo de recursos, nas próximas décadas haverá uma escassez muito significativa, como o caso do petróleo, que tende a ter as suas reservas esgotadas nos próximos quarenta anos, o que deverá fazer com que o preço do mesmo nos mercados internacionais venha a subir de forma continuada, até que sejam encontradas alternativas para o mesmo [1-3].

Para além dos problemas do custo e do esgotamento das reservas dos recursos fósseis, a produção de energia através destes é uma das principais fontes de emissões de dióxido de carbono (CO₂), e de outros gases com efeito de estufa, que contribuem para o aquecimento global.

Assim, há que apostar no desenvolvimento da produção de energia a partir de fontes renováveis e não poluentes, não só pelos problemas relacionados com os recursos fósseis, mas também pelo facto de Portugal viver ainda numa situação de grande dependência internacional no que diz respeito à produção de energia.

A energia renovável é aquela que é obtida através de recursos naturais que são capazes de se regenerar, e que por isso são inesgotáveis. Esses recursos naturais são o vento, a água, o sol, que permitem produzir energia eólica, energia hídrica e energia solar, respectivamente. Dessas diferentes formas de produção de energia utilizando recursos naturais, a produção de energia eólica foi a escolhida para o trabalho a desenvolver nesta Dissertação de Mestrado.

As unidades eólicas têm como função a conversão da energia cinética do vento em energia eléctrica. A gama de potências destas varia desde os 100 W, com diâmetro das pás da ordem de 1 metro, e até 5 MW, com diâmetro das pás superiores a 100 metros [4].

Na Europa, desde os anos 90 do século XX, tem-se vindo a construir parques eólicos constituídos por um conjunto de eólicas cada vez de maior potência [5-7]. A função destes parques é produzir energia eléctrica em larga escala, e por fim injectá-la na Rede Eléctrica, sendo este último passo designado como “Interface com a Rede Eléctrica”. Este consiste num sistema constituído por um conjunto de componentes eléctricos e electrónicos, entre os quais semicondutores de electrónica de potência, que devidamente projectados e dimensionados realizam a Interface entre as eólicas e a Rede Eléctrica [8].

Actualmente a construção de parques eólicos tem vindo a aumentar, mas a produção de energia eólica não está limitada apenas a esse tipo de parques de grande potência. Nas nossas próprias habitações podemos produzir energia eléctrica através da aquisição de uma eólica. Este tipo de eólica é de baixa potência e por isso é designada por micro-eólica [9‑12]. A energia produzida pode ser armazenada em baterias para consumo próprio, ou injectada na rede eléctrica.

Assim, no âmbito deste trabalho serão desenvolvidas actividades na Área de Electrónica de Potência do Departamento de Electrónica Industrial de forma a desenvolver soluções para um Sistema Micro-Eólico com Interface com a Rede Eléctrica.

Será feito um estudo, recorrendo inicialmente a uma pesquisa bibliográfica, e posteriormente a simulações computacionais, a diversas topologias e teorias de controlo para Sistemas Micro-Eólicos com Interface com a Rede Eléctrica. Após efectuado o estudo, e seleccionadas as topologias e teorias de controlo mais relevantes para os diversos Sistemas Micro-Eólicos com Interface com a Rede Eléctrica, serão efectuadas simulações que visam determinar o desempenho que essas teorias de controlo e topologias apresentam. Por fim será realizada a implementação de um Sistema Micro-Eólico com Interface com a Rede Eléctrica, obtendo-se resultados experimentais do funcionamento do mesmo.

[1]    Comissão Europeia, “World energy, technology and climate policy outlook, 2030, WETO”, Comunidades Europeias, 2003.

[2]        GWEC (Global Wind Energy Council), “Plugging the Gap”, 01.09.2006.

[3]     http://www.theoildrum.com, The Oil Drum.

[4]     http://www.edprenovaveis.com, EDP Renováveis.

[5]     http://www.enercon.de, Enercon (Energy for the World).

[6]     http://www.nordex-online.com, Nordex.

[7]     http://www.repower.pt, Repower.

[8]     M. E. Haque, K. M. Muttaqi, M. Negnevitsky, ”Control of a Stand Alone Variable Speed Wind Turbine with a Permanent Magnet Synchronous Generator”, IEEE Transactions Power and Energy Society General Meeting, pp. 1 – 9, Julho 2008.

[9]     http://www.ette.no, ETTE Small Wind Turbines.

[10]   http://www.windenergy.com, Southwest Windpower.

[11]   http://www.bergey.com, Bergey Windpower.

[12]   http://www.ampair.com, Ampair microwind.