Jornada de Tecnologia do Piauí 
Teresina, 11 de setembro de 2014 
Impacto da Eletrônica de Potência nas 
Redes Inteligente...
Histórico 
GPEC – DEE - UFC 
• Motivação: 
– Crise do petróleo em 1973 
– Sustentabilidade do meio ambiente para produção ...
1979 
Foto do Polo Norte em 1979 
GPEC – DEE - UFC 
Source: Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Researc...
2007 
Foto do Polo Norte em 2007 
GPEC – DEE - UFC 
Source: Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Researc...
Emissão de CO2 
GPEC – DEE - UFC 
Emissão [GtC] 
Fonte: PIK 2007 
Crescimento na produção de CO2 
Produção segura de CO2 
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Combustíveis Fósseis x Fontes Renováveis na 
Produção de Energia Elétrica 
Usinas a Combustívies 
Fósseis 
UFC 
Perdas 
DE...
Tendência na Produção de Energia 
De Combustívies fósseis para renováveis. 
De Carro com motor à combustão interna para ca...
Mudança de Conceito 
Perdas 
Usinas 
A carvão 
Energia elétrica 
UFC 
- Veículos 
Perdas 
DEE GPEC – Energia útil 
•Cada k...
Potencial de Uso das Fontes Renováveis 
de Energia 
Fonte: Prof. Dr. J. Schmid 
Fraunhofer IWES 
Soma das 
UFC 
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Potencial para desenvolvimento e redução 
de custo das renováveis 
Proporção do consumo mundial de energia: 
Fonte: Prof. ...
Estrutura Predominante dos Sistemas de 
Energia Elétrica 
Hoje: 
Geração Cetralizada 
Dimensionado para 
carga máxima 
Tar...
Mudança nos Sistemas de Energia Elétrica 
Geração distribuída com 
fontes renováveis de energia 
Intermitência das fontes ...
Redes Inteligentes 
UFC 
DEE - GPEC – Fonte:IEEE Power & Energy Magazine 
March/April 2010 pp.13 
Rede Tradicional Rede In...
Redes Inteligentes 
Como defini-las? 
GPEC – DEE - UFC 
As mudanças nos sistemas de energia elétrica, a necessidade 
de co...
Redes Inteligentes 
Como defini-las? 
UFC 
Rede DEE Elétrica 
- GPEC Infra-– estrutura de “inteligência” 
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Redes Inteligentes 
• Próxima geração de redes de distribuição serão 
caracterizadas pelo uso de novas tecnologias: 
– Lad...
Redes Inteligentes 
• Representam a modernização dos sistemas de 
energia elétrica na direção de protegê-los e 
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Geração Distribuída 
UFC 
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Necessidade de interface apropriada Conversores Estáticos 
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Redes Inteligentes 
• As RI contribuem para: 
– Otimizar a operação dos sistemas de potência 
– Melhorar a qualidade da en...
Infraestrutura para Micro-rede 
• Medidores digitais: com medição em quatro quadrantes, bidirecional, classe 0,2%, com 
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Redes Inteligentes 
Iniciativas Internacionais 
GPEC – DEE - UFC 
• Segundo o relatório Accelerating Successful Smart Grid...
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Redes Inteligentes 
Experiências no Brasil 
Região Custos (R$ mi) 
Norte 28.11 
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Experiências no Brasil 
• No Brasil concessionárias com projetos em redes 
inteligentes: 
– Light – us...
Redes Inteligentes 
Experiências no Ceará 
Pesquisa e Desenvolvimento para Implantação de 
um Piloto de Redes Inteligentes...
Redes Inteligentes 
Experiências na UFC 
GERENCIAMENTO E CONTROLE UFC 
DE MICRO-REDE 
INTELIGENTE 
- Edital MCT/CNPq/DEE C...
Micro-Rede da UFC em Execução 
GPEC – DEE - UFC 
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Projetos em Execução 
DESENVOLVIMENTO DE TÉCNICAS PARA MELHORIA DA 
CONTROLABILIDADE E SUPORTABILIDADE A FALTAS DE 
SISTEM...
Concepção Proposta 
PMSG 75 kW 
UFC 
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FC 1,5 kWp 
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Micro-Rede CC e CA 
Nova Concepção na Integração de Sistemas Fotovoltaicos 
Interligados à Rede Elétrica 
UFC 
DEE - GPEC ...
Novas Concepções 
Transformadores de Estado Sólido 
GPEC – DEE - UFC 
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Topologia da Micro-rede GPEC 31 
UFC 
Ponto de Conexão 
DEE - M M M M M M 
GPEC – AC -DC-AC 
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AC-DC 
DC 
DC-DC DC...
Energia Solar 
• A tecnologia fotovoltaica mudou a forma de como pensamos 
sobre energia. 
• Desde 1970, foi demonstrado q...
Energia Solar 
• Sistemas Fotovoltaicos (Foto=Luz e voltaica= Produz 
tensão)- Convertem energia solar diretamente UFC 
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Conversão fotovoltaica 
Os fotons incidentes da luz solar alcançam as camadas dopadas (p e n) formando 
cargas positivas e...
Influência da radiação solar na curva v x i 
1000 W/m² 800 W/m² 600 W/m² 400 UFC 
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Importância da Operação no Ponto 
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Painel Fotovoltaico 
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Porque o Conversor Eletrônico? 
Painel Conversor cc-cc 
Carga cc 
fotovoltaico 
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Sistemas Fotovoltaicos Isolados 
Sistema PV cc/ca 
Barramento CC 
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Painel 
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Sistema PV para Alimentação de 
Escola Rural em CC 
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COM RETIFICADOR 
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Sistema PV para Alimentação de 
Escola Rural em CC 
GPEC – DEE - UFC 
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– S – Área total varrida pelas pás (m2) 
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Sistema de Conversão Eólio-Elétrica 
Hardware, regulamentação e controle 
GPEC – DEE - UFC 
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Aerogerador Conectado à Rede Elétrica 
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Conversor Processando Plena Potência 
GPEC – DEE - UFC 
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Controle de torque e 
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Conversores Estáticos - Exemplos 
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Sistema HVDC 
Conversores em um sistema de transmissão em CC 
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D1 
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DEE - GPEC – 50Hz 60Hz 
D D D 
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D3 
4 
D5 
2 
...
Conversores para HVDC 
Transmissão Extra Alta Tensão em CC 
GPEC – DEE - UFC 
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Sistema Elétrico Integrado Nacional 
GPEC – DEE - UFC 
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Contato 
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  • Smart Grid is on the agenda of almost every utility in the world today.
    Projeto Cemig: http://www.redeinteligente.com/2011/09/09/cemig-preve-conclusao-de-1%C2%AA-etapa-de-projeto-piloto-de-smart-grid-em-2014/
    APTEL (Associação Nacional de Empresas Proprietárias de Infraestrutura e de Sistemas Privados de Telecomunicações) – cooperação entre 12 empresas de energia elétrica no
  • E-poti: Impacto da Eletrônica de Potência nas Redes Inteligentes

    1. 1. Jornada de Tecnologia do Piauí Teresina, 11 de setembro de 2014 Impacto da Eletrônica de Potência nas Redes Inteligentes UFC DEE - Fonte: (NIST, 2009) GPEC – Prof. Fernando Antunes, www.gpec.ufc.br 1
    2. 2. Histórico GPEC – DEE - UFC • Motivação: – Crise do petróleo em 1973 – Sustentabilidade do meio ambiente para produção de energia elétrica – Crescimento de demanda por energia elétrica • Novas tendências: – Fontes renováveis para geração de energia elétrica – Geração distribuída – Consumidor pro-ativo – Armazenamento do lado da carga (Mudança de paradigma). • Não há uma única definição universalmente aceita para Redes Inteligentes (RI). www.gpec.ufc.br 2
    3. 3. 1979 Foto do Polo Norte em 1979 GPEC – DEE - UFC Source: Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Research www.gpec.ufc.br 3
    4. 4. 2007 Foto do Polo Norte em 2007 GPEC – DEE - UFC Source: Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Research www.gpec.ufc.br 4
    5. 5. Emissão de CO2 GPEC – DEE - UFC Emissão [GtC] Fonte: PIK 2007 Crescimento na produção de CO2 Produção segura de CO2 Ano www.gpec.ufc.br 5
    6. 6. Combustíveis Fósseis x Fontes Renováveis na Produção de Energia Elétrica Usinas a Combustívies Fósseis UFC Perdas DEE Usinas Hidroelétricas, - Eólicas e Combustíve Solares l Energia Renováveis Energia GPEC 38 % Rendimento – 100 % Rendimento Fonte: Prof. Dr. J. Schmid Fraunhofer IWES www.gpec.ufc.br 6
    7. 7. Tendência na Produção de Energia De Combustívies fósseis para renováveis. De Carro com motor à combustão interna para carro UFC elétrico. - Today Tomorrow DEE Combustion Motor GPEC Fuel – Gasoline, Losses Diesel, Fuel Electro Motor Natural Gas Losses Renew. Drive Power Renew. Drive Power Power Power 20 % Efficiency 80 % Efficiency Fonte: Prof. Dr. J. Schmid Fraunhofer IWES www.gpec.ufc.br 7
    8. 8. Mudança de Conceito Perdas Usinas A carvão Energia elétrica UFC - Veículos Perdas DEE GPEC – Energia útil •Cada kWh do sol, vento ou hidro substitui: •2,5 kWh de energia primária do carvão •3,0 kWh de energia primária de combustíveis nucleares •2,5 kWh de energia primária de combustível para mobilidade •1,0 kg CO2 das usinas elétricas •0,4 kg CO2 usinas elétricas a ciclo combinado Solar, eólica e hidro www.gpec.ufc.br 8 • Primary energy Solar, eólica e hidro Perdas em baterias Energia útil • 60 % • 40 % • 80 % • 20 % • Primary energy Fonte: Prof. Dr. J. Schmid Fraunhofer IWES
    9. 9. Potencial de Uso das Fontes Renováveis de Energia Fonte: Prof. Dr. J. Schmid Fraunhofer IWES Soma das UFC DEE Renováveis - Solar Eólica GPEC – Biomassa Consumo de Energia Hidráulica www.gpec.ufc.br 9
    10. 10. Potencial para desenvolvimento e redução de custo das renováveis Proporção do consumo mundial de energia: Fonte: Prof. Dr. J. Schmid Fraunhofer IWES UFC - Solar Thermal DEE Power Plants GPEC – Energia elétrica produzida no Brasil em 2012 498 TWh www.gpec.ufc.br 1100
    11. 11. Estrutura Predominante dos Sistemas de Energia Elétrica Hoje: Geração Cetralizada Dimensionado para carga máxima Tarifa Fixa Rejeição de carga Rede sem comunicação Sistema limitado para geração distribuída Grandes reservas para cargas não esperadas ou falha no sistema Controle Unidirecional coal nuclear hydro • Rede de alta tensão UFC DEE - Rede de média tensão GPEC – Rede de baixa tensão Fonte: Prof. Dr. J. Schmid www.gpec.ufc.br 11 Fraunhofer IWES
    12. 12. Mudança nos Sistemas de Energia Elétrica Geração distribuída com fontes renováveis de energia Intermitência das fontes renováveis Incerteza de suprimento na hora do consumo carvão nuclear hidro Gás e vapor GPEC – DEE - UFC Armazenamento no lado da carga Informação on-line das tarifas variáveis Limite de potência variável, Parque dependendo da carga eólico Necessidade de reservas reduzidas Comunicação bi-direcional com grande fluxo de informação PV FC Wind PV FC CHP Fonte: Prof. Dr. J. Schmid www.gpec.ufc.br 12 Fraunhofer IWES
    13. 13. Redes Inteligentes UFC DEE - GPEC – Fonte:IEEE Power & Energy Magazine March/April 2010 pp.13 Rede Tradicional Rede Inteligente Geração Centralizada Geração Distribuída Fluxo de Potência Unidirecional Fluxo de Potência Bidirecional Consumidor Passivo Consumidor Ativo Comportamento Previsível Comportamento estocástico www.gpec.ufc.br 13
    14. 14. Redes Inteligentes Como defini-las? GPEC – DEE - UFC As mudanças nos sistemas de energia elétrica, a necessidade de controle da intermitência das fontes renováveis de energia, do armazenamento no lado da carga levaram ao desenvolvmento do conceito das redes inteligentes. O Que há por trás da expressão REDE INTELIGENTE? O termo rede inteligente descreve a conectividade entre infra-estruturas, que até agora eram operadas independentes umas das outras: a rede elétrica, medidores de energia e a informação da rede. A combinação deles torna uma rede comum numa rede "inteligente”. www.gpec.ufc.br 14
    15. 15. Redes Inteligentes Como defini-las? UFC Rede DEE Elétrica - GPEC Infra-– estrutura de “inteligência” www.gpec.ufc.br Fonte: Tom Oh, Rochester Institute of Technology 15
    16. 16. Redes Inteligentes • Próxima geração de redes de distribuição serão caracterizadas pelo uso de novas tecnologias: – Lado da geração • Geração distribuída baseadas em fontes UFC renováveis • Gerenciamento de micro-redes e - de plantas de geração virtual – Lado do consumidor DEE • Cargas controláveis GPEC • Micro-geração – com interface eletrônica • Carros elétricos – Operação de rede • Dispositivos de rede interligados por rede de comunicação www.gpec.ufc.br 16
    17. 17. Redes Inteligentes • Representam a modernização dos sistemas de energia elétrica na direção de protegê-los e monitorá-los na operação dos seus diversos componentes: – Geração centralizada e geração distribuída conectadas GPEC – DEE - UFC pelas redes de alta e de baixa tensão. – Distribuição em corrente contínua. – Automação predial. – Sistemas de armazenamento de energia e usuários. – Veículos elétricos – Eletrodomésticos. • É a interconexão entre os sistemas de energia elétrica, TI e telecom. www.gpec.ufc.br 17
    18. 18. Geração Distribuída UFC DEE - GPEC – Fonte ????? Necessidade de interface apropriada Conversores Estáticos www.gpec.ufc.br 18
    19. 19. Redes Inteligentes • As RI contribuem para: – Otimizar a operação dos sistemas de potência – Melhorar a qualidade da energia UFC – Aumentar a segurança e eficiência das redes elétricas – Aumentar a eficiência do uso dos equipamentos - – Diminuir perdas nos sistemas de distribuição – Reduzir custos com DEE manutenção e reparo de equipamentos – Criar novos serviços para aumento de receita GPEC – Vender mais energia – pelo aumento da disponibilidade de serviço – Reduzir a demanda elétrica global – Alcançar as metas ambientais – Outros ... www.gpec.ufc.br 19
    20. 20. Infraestrutura para Micro-rede • Medidores digitais: com medição em quatro quadrantes, bidirecional, classe 0,2%, com memória de massa, firmware atualizável, atendendo requerimentos da Aneel. • Religadores inteligentes: – capaz de medir e armazenar corrente e tensão em ambos lados da chave, capaz de proteção bidirecional: detecta direção de corrente de falta, UFC controle micro-processado, e múltiplos protocolos de comunicação. • Dispositivos Eletrônicos Inteligentes: relés numéricos, - PMUs • Chaves elétricas com sensores de tensão e corrente em ambos lados da chave • Fontes de diferentes tecnologias: DEE PV, Eólica, FC, CHP, PCH. • Conversores estáticos GPEC • Dispositivos de armazenamento – de energia: Baterias, Supercapacitores. • Cargas eletrônicas programáveis • Sistema de comunicação – Fibra ótica – RF Mesh – PLC • FACTS/UPFC www.gpec.ufc.br 2200
    21. 21. Redes Inteligentes Iniciativas Internacionais GPEC – DEE - UFC • Segundo o relatório Accelerating Successful Smart Grid Pilots em 2010 já existiam cerca de 90 projetos pilotos de redes inteligentes no mundo. • De acordo com Energy Retail Association mais de 250 projetos relacionados RI no mundo. www.gpec.ufc.br 21 Fonte: (ENERGY UK, 2012).
    22. 22. GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br Redes Inteligentes Experiências no Brasil Região Custos (R$ mi) Norte 28.11 Nordeste 43.37 Centro-Oeste 3.16 Sudeste 292.52 Sul 44.13 Fonte: Próprio autor com base nos dados da ANEEL.
    23. 23. Redes Inteligentes Experiências no Brasil • No Brasil concessionárias com projetos em redes inteligentes: – Light – uso de Medidores Inteligentes UFC e Tomada Inteligente. - – EDP –projeto na cidade de Aparecida do Norte (SP) em parceria com a DEE USP atuando em medição inteligente (Grupo EDP + Ecil tiveram 1º medidor GPEC inteligente nacional – homologado pelo Inmetro) e Geração Distribuída. – CPFL – Telemedição do Grupo A e Mobilidade para otimização da equipe de campo, implementados com consultoria da IBM. – Copel – Cidade Digital (Curitiba-PR) www.gpec.ufc.br 23
    24. 24. Redes Inteligentes Experiências no Ceará Pesquisa e Desenvolvimento para Implantação de um Piloto de Redes Inteligentes (SmartGrid) UFC para Automação do Sistema - Elétrico ANEEL/COELCE DEE Programa de P&D Objetivo: GPEC Desenvolvimento junto – a GPEC de sistema de geração distribuída – Planta piloto para rede inteligente. www.gpec.ufc.br 24
    25. 25. Redes Inteligentes Experiências na UFC GERENCIAMENTO E CONTROLE UFC DE MICRO-REDE INTELIGENTE - Edital MCT/CNPq/DEE CTENRG Nº 04/2010 GPEC – Objetivo: Estudo teórico e experimental do gerenciamento e controle de uma micro-rede baseada em fontes renováveis e sistema de armazenamento de energia, com comunicação operando em modo interligado à rede de dsitribuição. www.gpec.ufc.br 25
    26. 26. Micro-Rede da UFC em Execução GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br 26
    27. 27. Projetos em Execução DESENVOLVIMENTO DE TÉCNICAS PARA MELHORIA DA CONTROLABILIDADE E SUPORTABILIDADE A FALTAS DE SISTEMAS DE GERAÇÃO BASEADOS EM FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA, INTERLIGADOS UFC E AUTÔNOMOS Edital MCT/CNPq/DEE CTENRG Nº - 04/2010 Objetivo: Este trabalho tem por objetivo o estudo teórico e GPEC experimental da – interação de sistemas de geração baseados em fontes renováveis de energia (células a combustível, aerogeradores e painéis fotovoltaicos) com a rede elétrica e em sistemas autônomos. www.gpec.ufc.br 27
    28. 28. Concepção Proposta PMSG 75 kW UFC - DFIG 12 kW DEE GPEC – PV 2 kWp FC 1,5 kWp www.gpec.ufc.br 28
    29. 29. Micro-Rede CC e CA Nova Concepção na Integração de Sistemas Fotovoltaicos Interligados à Rede Elétrica UFC DEE - GPEC – www.gpec.ufc.br 29
    30. 30. Novas Concepções Transformadores de Estado Sólido GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br 30
    31. 31. Topologia da Micro-rede GPEC 31 UFC Ponto de Conexão DEE - M M M M M M GPEC – AC -DC-AC AC DFIG AC-DC DC DC-DC DC-DC DC-DC PV FC DC-AC AC-DC-AC PMGS PV www.gpec.ufc.br 31
    32. 32. Energia Solar • A tecnologia fotovoltaica mudou a forma de como pensamos sobre energia. • Desde 1970, foi demonstrado que se pode obter uma considerável parte da energia elétrica sem queimar combustíveis fósseis ou utilizar fissão nuclear. • A conversão fotovoltaica pode ser utilizada em inúmeras aplicações, escalas, climas e localidades geográficas. • Possibilita o acesso à eletricidade para localidades remotas, evitando o uso de geradores a diesel, e o transporte deste combustível. • Pode ajudar um sistema elétrico a fornecer picos de consumo, especialmente onde o uso de ar condicionado é extensivo. GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br 3322
    33. 33. Energia Solar • Sistemas Fotovoltaicos (Foto=Luz e voltaica= Produz tensão)- Convertem energia solar diretamente UFC em eletricidade usando semicondutores - (rendimento ≈ 12- 19%). • Sistemas Térmicos DEE – Produzem calor a partir da GPEC radiação solar (– rendimento ≈ 45%). www.gpec.ufc.br 3333
    34. 34. Conversão fotovoltaica Os fotons incidentes da luz solar alcançam as camadas dopadas (p e n) formando cargas positivas e negativas que alcançam os contatos metálicos externos devido à existência de um campo elétrico na camada de depleção. Como resultado há uma diferença de potencial entre os contatos metálicos externos. Quando estão conectados a uma carga, surge uma corrente elétrica. GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br 333444
    35. 35. Influência da radiação solar na curva v x i 1000 W/m² 800 W/m² 600 W/m² 400 UFC W/m² 200 W/m² - A] [DEE I GPEC Current – Voltage V [V] www.gpec.ufc.br 333555 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70
    36. 36. Importância da Operação no Ponto 4,00 UFC 3,50 3,00 - 2,50 DEE 2,00 GPEC 1,50 – 1,00 0,50 0,00 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 Voltage V [V] www.gpec.ufc.br 333666 Current I [A] 1000 W/m² 600 W/m² 200 W/m² Load P 1 P 2 P' 1 de Máxima Potência
    37. 37. Painel Fotovoltaico GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br 333777
    38. 38. Porque o Conversor Eletrônico? Painel Conversor cc-cc Carga cc fotovoltaico - Pe rm ite m o c o ntro le d a c a rg a d a ba te ria e a o m e sm o te m p o p e rm ite UFC m a im p le m e nta ç ã o d e a lg o rítim o s p a ra a o p e ra ç ã o d o p a ine l fo to vo lta ic o no p o nto d e m á x im a p o tê nc ia , o q ue nã o é p o s s íve l c o m o s c o ntro la d o re s d e c a rg a m o s tra d o s . - 1000 W/m² DEE 600 W/m² 200 W/m² Load 4,00 3,50 GPEC 3,00 2,50 – 2,00 1,50 1,00 P 2 0,50 P' 1 P 1 0,00 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 Voltage V [V] Current I [A] www.gpec.ufc.br 38
    39. 39. Sistemas Fotovoltaicos Isolados Sistema PV cc/ca Barramento CC DC Bus UFC Painel Regulador de - DDP Consumidor fotovoltaico carga DEE em cc Bateria GPEC – ~ Inversor Inverter Barramento CA Consumidor em ca www.gpec.ufc.br 39
    40. 40. Sistema PV para Alimentação de Escola Rural em CC CARGAS AC CONVERSOR COM RETIFICADOR NA ENTRADA CONTROLE 311 Vcc UFC DE CARGA DEE Parceiro: - Eletrobrás Piauí GPEC – www.gpec.ufc.br 40 PV CONTROLADOR BANCO DE BATERIAS CC Lâmpadas ELEVADOR Econômicas Carregador Celular Aparelho de Som Portátil 24 Vcc
    41. 41. Sistema PV para Alimentação de Escola Rural em CC GPEC – DEE - UFC • Sistema Fotovoltaico para Consumidor Rural em CC • Eletrobras Piaui- CEPISA (PI) - Programa de P&D. Parceiro: Eletrobrás Piauí www.gpec.ufc.br 41
    42. 42. Sistemas Híbridos com Barramento CA UFC = ~ - Carga Painel Inversor fotovoltaico DEE Gerador diesel GPEC Célula = combustível – ~ Inversor Banco de bateria = ~ Inversor BARRAMENTO EM CA www.gpec.ufc.br 42
    43. 43. Energia Eólica – S – Área total varrida pelas pás (m2) – V – velicidade do vento(m/s) – ρ - air density (kg/m3) UFC DEE - GPEC – P = 1 C ´ S ´r ´V 3 m 2 p www.gpec.ufc.br 43
    44. 44. Sistema de Conversão Eólio-Elétrica Hardware, regulamentação e controle GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br Rede/Carga Energia Cinética Conversor Energia Mecânica Energia Elétrica
    45. 45. Requisitos para Integração à Rede Elétrica G UFC DEE - GPEC – www.gpec.ufc.br n,T DC-link P,Q LC-Filter N1/N2 Rede Gerador Conversor do lado da máquina Conversor do lado da rede Filtro Trafo
    46. 46. Aerogerador Conectado à Rede Elétrica UFC DEE - GPEC Gerador Síncrono de – Íma Permanente www.gpec.ufc.br PMSG Conversor Inversor
    47. 47. Conversor Processando Plena Potência GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br Controle de torque e velocidade do gerador para máxima transferência de potência. Transferência de energia para rede, controle de potências ativa e reativa e qualidade de energia (harmônicas de corrente). Controle de tensão no elo cc Fonte: Leonowicz, Z “Power- Electronic Systems for the Grid Integration of Renewable Energy Sources”.
    48. 48. Conversores Estáticos - Exemplos UFC DEE - GPEC – 0.8 0.6 0.4 Amplitude 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0 0.005 0.01 0.015 0.02 www.gpec.ufc.br -0.2 -0.4 -0.6 Conversor de 2 nívies (esquerda) e de 3 níveis (direita) 0.8 0.6 0.4 -1 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 0 0.2 1 Time /s -1 -0.8 0 0.2 1 Time /s Amplitude
    49. 49. Sistema HVDC Conversores em um sistema de transmissão em CC I D1 UFC DEE - GPEC – 50Hz 60Hz D D D 6 D3 4 D5 2 D D D 1' D D D 6' 3' 4' 5' 2' ia ia1 ia2 + - + - + - Vo1 D D D + 750 kVrms 750 kVrms a1 a2 I 6' 1' D D D 6 D1 4' 3' 4 D3 2' 5' 2 D5 - + - + 1200 kVcc +- www.gpec.ufc.br 49 ai a1i i a2 D D D - Vo2 R R 850km a1 Controla o nível de tensão da linha CC a2 Controla a magnitude da corrente na linha CC
    50. 50. Conversores para HVDC Transmissão Extra Alta Tensão em CC GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br
    51. 51. Sistema Elétrico Integrado Nacional GPEC – DEE - UFC www.gpec.ufc.br 51
    52. 52. Contato GPEC – DEE – UFC Caixa Postal 6001 – Campus do Pici 60.455-760 - Fortaleza – - Ceará UFC - Brasil DEE GPEC – Tel.: +55 85 3366 9586 Fax +55 85 3366 9574 E-mail: fantunes@dee.ufc.br www.gpec.ufc.br OBRIGADO! www.gpec.ufc.br 52

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