Atualmente, com o aumento progressivo da demanda de energia elétrica, de forma a evitar um colapso ambiental, é necessário recorrer ao uso da produção de energia elétrica a partir de fontes de energia renováveis. Contudo, algumas fontes de energia renováveis, nomeadamente a eólica e a solar, como grande desvantagem a irregularidade de produção de energia que é variável em função das condições atmosféricas. Este problema aumenta devido ao período de maior produção corresponder, na maioria dos casos, com o período de menor procura por parte do consumidor. De forma a mitigar este problema, existem políticas de incentivo para o consumo de energia em períodos de procura mais baixa, no entanto isso muitas das vezes não é possível. Assim, o uso de sistemas de armazenamento de energia elétrica equipados com conversores de potência bidirecionais que permitam uma transferência de energia entre a rede elétrica e as baterias, é fundamental.
Através do controlo do momento de carga e descarga dos sistemas de armazenamento, é possível armazenar energia nos períodos de baixo consumo e despachar a energia armazenada nos intervalos de pico de consumo de forma a satisfazer a procura.
Esta dissertação de mestrado visa o desenvolvimento de um conversor CC-CC bidirecional isolado para aplicações em sistemas de armazenamento de energia industrial. Nesta dissertação é realizada uma revisão sobre as topologias de conversores bidirecionais mais utilizadas e o seu controlo. Para o desenvolvimento do conversor, é proposta a utilização da topologia Dual Active Bridge com a aplicação da técnica de controlo Phase Shift. A integração do sistema será validada em ambiente de simulação computacional e posteriormente um módulo desse sistema será implementado laboratorialmente.
Esta dissertação tem como objetivo o estudo e desenvolvimento de um conversor CC-CC bidirecional com topologia ressonante, que visa ser aplicado a um sistema de armazenamento de energia de alta potência. Assim, os principais objetivos a atingir são:
§ Revisão de estado de arte sobre diversas topologias bidirecionais de conversores CC-CC isolados de eletrónica de potência;
§ Estudo sobre diversas técnicas de controlo para conversores CC-CC isolados;
§ Estudo e investigação de diversas topologias ressoantes;
§ Desenvolvimento de modelos de simulação com as ferramentas de simulação PSIM e Matlab/ Simulink que permitam analisar a topologia e técnica de controlo escolhida;
§ Implementação de algoritmos de controlo com recurso à plataforma de controlo, DSP;
§ Implementação de um módulo isolado a definir, de modo a validar o sistema;
Desenvolvimento laboratorial desse módulo.