EnglishPortugueseSpanish

Sistema de chaveamento dinâmico para inversores

Resumo do projeto

Os inversores de potência são equipamentos fundamentais para o funcionamento de sistemas de geração de energia solar, que representam 15% da matriz elétrica brasileira segundo dados da ABSOLAR, pois convertem a corrente contínua gerada pelos painéis fotovoltaicos em corrente alternada, utilizada em eletrodomésticos, por exemplo. Em sistemas off-grid, não conectados à rede elétrica pública, a energia gerada pelos painéis solares é armazenada em baterias, e são utilizados em locais remotos, embarcações e motorhomes. Estudos apontam que a frequência de chaveamento de inversores, quando não configurada corretamente, pode ocasionar em perdas significativas nas chaves estáticas, no transformador, e na distorção do sinal de saída. Caso essas pequenas perdas fossem evitadas, o tempo de vida das baterias aumentaria, afinal, menos energia estaria sendo consumida e menos ciclos de carga seriam utilizados. Assim surge a ideia de uma aplicação capaz de monitorar a operação do inversor e regular a frequência de chaveamento buscando o estado de menor consumo e maior rendimento. Para execução de testes foi utilizado o hardware de um inversor off-grid comercial e uma fonte chaveada de 24V como fonte de alimentação, sendo desenvolvido apenas o firmware. A aplicação desenvolvida contempla as funcionalidades de reprodução de sinal senoidal de 60Hz e 220V RMS e estabilização do mesmo através de um algoritmo de controle PI (proporcional e integral), leitura do sinal de saída e da tensão da fonte de alimentação através de um conversor analógico-digital, cálculo da tensão RMS e controle da frequência de chaveamento. Os testes realizados buscavam entender o comportamento do equipamento conforme a frequência de chaveamento e sua carga eram alteradas, para isso era aplicada uma carga ao inversor, como um motor universal, uma lâmpada ou nenhuma carga, e era alterada a frequência de chaveamento de 10 kHz até 120 kHz, com saltos de 10 kHz, e foram observados o consumo da fonte de alimentação e tensão de saída. Operando a vazio, o inversor apresentou menor consumo na frequência de 90 kHz, com diminuição de 27% de consumo de corrente da fonte, na faixa de 90 kHz até 120 kHz, o sinal de saída apresentou queda de tensão por conta da alta reatância indutiva nos filtros no primário do transformador. Já com o motor universal, cerca de 10% da potência nominal do inversor utilizado, a frequência de chaveamento que trouxe menor consumo foi 60 kHz, com diminuição de 8,33% do consumo de corrente e aumento de cerca de 6,56% do rendimento do equipamento. O firmware faz a mudança da frequência de chaveamento automaticamente, sempre buscando o estado de menor consumo. Ao analisar os dados levantados concluiu-se que aumentar a frequência de chaveamento traz uma queda no consumo da fonte de alimentação, porém conforme a potência da carga se aproxima da potência nominal do inversor, o valor desta queda é menor. O sistema desenvolvido apresenta melhor desempenho quanto menor for a carga alimentada pelo inversor, e é útil em sistemas off-grid, em que os inversores não estão sempre operando em capacidade máxima, trazendo economia da fonte de alimentação.

Alunos

Enzo Immig
Guilherme Ferronatto Hack
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Orientadores

Anderson Jean de Farias

Instituição

Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha
Novo Hamburgo /
  Novo Hamburgo –  
  RS –
  Brazil

Deixe seu comentário

O que você achou deste projeto? Participe deixando seu comentário a seguir:

Subscribe
Notify of
guest
1 Comentário
Oldest
Newest Most Voted
Inline Feedbacks
View all comments
Anderson Jean de Farias
Anderson Jean de Farias
10 meses atrás

Meu segundo grupo de orientados favorito!

0

Alunos

Enzo Immig
Guilherme Ferronatto Hack
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Orientadores

Anderson Jean de Farias

Instituição

Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha
  Novo Hamburgo –  
  RS –
  Brazil

Prêmios e Incentivos Educacionais Oferecidos

Áreas de pesquisa

Conheça os projetos que estão concorrendo em todas as áreas de pesquisa da Mostratec Virtual:

Biologia Celular e Molecular e Microbiologia
Bioquímica e Química
Ciências Ambientais
Ciências Animais e de Plantas
Ciências da Computação
Ciências Planetárias e Terrestres e Matemática e Física
Ciências da Saúde
Educação e Humanidades
Engenharia Ambiental e Sanitária
Engenharia e Materiais
Engenharia Elétrica
Engenharia Eletrônica
Engenharia Mecânica
História e Ciências Sociais

REALIZAÇÃO

PATROCÍNIO

APOIO

MOSTRATEC Virtual

Mostra Internacional de Ciência e Tecnologia
Mostra Brasileira de Ciência e Tecnologia

Desenvolvido por SiriusPrime
1
0
Clique para deixar seu comentário e participar!x
()
x

Premiação Júri Popular

Para a premiação do Júri Popular, só serão considerados válidos os votos únicos (um por usuário) e que forem realizados entre 0:00 de 25/10 às 23:59 de 28/10.

Teste do Perfil Empreendedor

Preencha os seus dados a seguir para realizar o seu teste: