APLICAÇÕES DE ENERGIA FOTOVOLTAICA PARTE II
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- Marcos Lage Silveira
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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA APLICAÇÕES DE ENERGIA FOTOVOLTAICA PARTE II PROF. Dr. RENÉ PASTOR TORRICO BASCOPÉ (PET-DEE-UFC)
2 INTRODUÇÃO Refrigeração Eletrificação rural Sistemas off-grid ou autônomos Iluminação pública Sistemas portáteis de energia Bombeamento de água
3 INTRODUÇÃO Sistemas on-grid ou interligados na rede elétrica Redes inteligentes (smart grids)
4 SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA
5 SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA DIAGRAMA DE BLOCOS USANDO MOTOR CC DIAGRAMA DE BLOCOS USANDO MOTOR CA
6 SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA SISTEMA ESTUDADO POR: Marcelo Mezaroba - UFSC BOMBA SUBMERSA VIBRATÓRIA Vrede Ib Modelo Elétrico Equivalente Tensão e Corrente na Bomba
7 SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA SISTEMA ESTUDADO POR: Marcelo Mezaroba - UFSC Conversor implementado em laboratório. Componentes: Lin = 2mH Cr=60uF/250VAC a= 16 (relação de transf.) M1, M2 = IRFZ48 r1, r2 =10k z1, z2 = 1N4747, Sa 18V rs1,rs2 = Dbp 2.2, 5W Vdc cs1, cs2 = 100uF ds1 Lin Snubber cs1 rs1 M1 r1 z1 Modelo da Bomba Lp1 Rc Lc Cr Lsec Lp2 Comando Auto-Oscilante laux1 laux2 Especificações do Conversor: Vdc=12V (tensão de entrada) Vo=220V (tensão de saída) F=60Hz (freqüência da saída) Po=1/2 HP (potência de saída) r2 z2 Lc=120mH (indutância da carga) Rc=170 (resistência de carga) Nb = 2 (# de baterias em paralelo) (baterias DELCO 100Ah) np = 4 (# de módulos fotovoltaicos) Snubber (módulos Siemens 55W) Autonomia=3dias M2 ds2 cs2 rs2
8 SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA SISTEMA ESTUDADO POR: Marcelo Mezaroba - UFSC Conversor Bomba Protótipo Baterias
9 SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA SISTEMA ESTUDADO POR: Rômulo Ramos Leite - UFC Conversor Boost: Vin=34V (tensão de entrada) E=220V (tensão no DC-Link) Po=400W (potência de saída) fs=25khz (freqüência de comutação) Inversor: E=220V (tensão no DC-Link) Vo=220V (tensão de saída) Po=350W (potência de saída) F=60Hz (freqüência de comutação) DC LINK D4 C3 ie S1 D5 S2 D6 TRAFO S D3 D1 D2 C2 C4 C5 Io PUMP Vin PV Array Cin L P1 P2 M1 M2 C1 S4 D7 Vo S3 D8 Topologia do conversor.
10 Efficiency ( % ) SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA SISTEMA ESTUDADO POR: Rômulo Ramos Leite - UFC Pump voltage PV array voltage Pump current PV array current Tensão e corrente nos painéis. 91,5 91 Tensão e corrente no motor-bomba. 90, , , Output pow er ( W ) Curva de rendimento.
11 SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO SISTEMA ESTUDADO POR: Douglas Pereira da Silva - UFSC Dissertação de Mestrado CONVERSOR BUCK PUSH-PULL ALIMENTADO EM TENSÃO INVERSOR
12 SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO SISTEMA ESTUDADO POR: Douglas Pereira da Silva - UFSC MODELO DO COMPRESSOR
13 SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO SISTEMA ESTUDADO POR: Douglas Pereira da Silva - UFSC ARRANJO DE PAINÉIS FOTOVOLTAICOS
14 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA SISTEMA ESTUDADO POR: Edilson Mineiro Sá Jr. - UFC Dissertação de Mestrado
15 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA SISTEMA ESTUDADO POR: Edilson Mineiro Sá Jr. - UFC Controlador de Carga. Baterias Estacionárias.
16 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA SISTEMA ESTUDADO POR: Edilson Mineiro Sá Jr. - UFC Retificador com CFP. Reator eletrônico. Lâmpada de vapor de sódio de 70W.
17 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA SISTEMA ESTUDADO POR: Edilson Mineiro Sá Jr. - UFC Fotografia do sistema Montado em campo.
18 SISTEMAS PORTÁTEIS MODELOS DE FONTES DISPONÍVES NA CHINA
19 SISTEMAS PORTÁTEIS SISTEMA ESTUDADO POR: Daniel Albuquerque - UFC Conversor Controlador de Carga CC CC Conversor Elevador de Tensão CC CC Carregador do Notebook Notebook Módulos Fotovoltaicos Baterias Diagramas de blocos da fonte de alimentação portátil proposta.
20 SISTEMAS PORTÁTEIS SISTEMA ESTUDADO POR: Daniel Albuquerque - UFC Topologia Módulos Fotovoltaicos V Mod 17,4V Conversor Controlador de Carga das Baterias L1 D1 R3 Conversor Elevador de Tensão Lmp Tr Lms D3 C4 R V C1 S1 C2 Ibat R1 Vbat 21V-28V + R2 R4 S2 D2 C3 Co R6 Vo - Circuito de Controle com MPPT Proteção de sobretensão das baterias Proteção de subtensão das baterias Controle usando UC3842 ou UC Vref=2,5V FONTE PORTÁTIL Módulos 0,85 V Mod Controlador de Carga 0,90 Baterias 0,95 Conversor Elevador 0,90 V o P o Carregador Notebook 0,90 Diagrama de blocos dos estágios 14V-18V 250V 120W
21 SISTEMAS PORTÁTEIS SISTEMA ESTUDADO POR: Daniel Albuquerque - UFC No sistema fotovoltaico foi escolhido dois módulos fotovoltaicos de 54 W, da Kyocera como é mostrado.
22 SISTEMAS PORTÁTEIS SISTEMA ESTUDADO POR: Daniel Albuquerque - UFC Carga (Notebook) Baterias Conversor controlador de carga Conversor de alto ganho
23 SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES
24 SISTEMAS OFF-GRID OU AUTÔNOMOS PROJETO MICROSOLAR SISTEMA ESTUDADO POR: Edilson Mineiro Sá Jr.; UFC Samuel V. Araujo; UFC René T. Bascopé; UFC Fernando Antunes; UFC
25 SISTEMAS OFF-GRID OU AUTÔNOMOS CONTROLADOR DE CARGA COM MPPT Conversor BOOST com célula de três estados Baterias Estacionárias. SISTEMA ESTUDADO POR: Rendimento do conversor. Edilson Mineiro Sá Jr. Samuel V. Araujo René T. Bascopé Fernando Antunes
26 SISTEMAS OFF-GRID OU AUTÔNOMOS BATERIAS + BOOST+ INVERSOR SISTEMA ESTUDADO POR: Edilson Mineiro Sá Jr. Samuel V. Araujo René T. Bascopé Fernando Antunes Baterias Boost + Inversor
27 SISTEMAS OFF-GRID OU AUTÔNOMOS FOTOGRAFIA DO SISTEMA SOB TESTE SISTEMA ESTUDADO POR: Edilson Mineiro Sá Jr. Samuel V. Araujo René T. Bascopé Fernando Antunes
28 SISTEMAS OFF-GRID OU AUTÔNOMOS CURVAS E FORMAS DE ONDA RELEVANTES Tensão e corrente na bateria SISTEMA ESTUDADO POR: Tensão e corrente de saída do sistema Edilson Mineiro Sá Jr. Samuel V. Araujo René T. Bascopé Fernando Antunes
29 SISTEMAS INTERLIGADOS NA REDE ELÉTRICA DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM SISTEMA INTERLIGADO Controlador de carga Inversor Rede Painéis Não é necessário BATERIAS; A saída do inversor deve estar sincronizado com a rede; O sistema deve apresentar proteção de falta de rede.
30 SISTEMAS INTERLIGADOS NA REDE ELÉTRICA CONEXÃO DE PAINEIS FOTOVOLTAICOS
31 SISTEMAS INTERLIGADOS NA REDE ELÉTRICA SISTEMA ESTUDADO POR: Rogers Demonti - UFSC Current fed push-pull converter Buck converter Current source inverter Topologia do sistema
32 SISTEMAS INTERLIGADOS NA REDE ELÉTRICA SISTEMA ESTUDADO POR: Rogers Demonti - UFSC Current fed push-pull converter Buck converter Current source inverter
33 SISTEMAS INTERLIGADOS NA REDE ELÉTRICA SISTEMA ESTUDADO POR: Rogers Demonti - UFSC
34 SISTEMAS DE MICRO E MINIGERAÇÃO
35 SISTEMAS DE MICRO E MINIGERAÇÃO De: slides de Edilson Mineiro Sá Jr.
36 SISTEMAS DE MICRO E MINIGERAÇÃO Medidor de energia bidirecional De: slides de Edilson Mineiro Sá Jr.
37 SISTEMAS DE MICRO E MINIGERAÇÃO
38 PERSPECTIVAS FUTURAS Como energias renováveis mudará mercados da eletricidade
39 PERSPECTIVAS FUTURAS Um desafio sem precedentes para o sistema elétrico
40 PERSPECTIVAS FUTURAS Custos decrescendo rapidamente: a curva histórica do PV
41 PERSPECTIVAS FUTURAS Pesada queda de preço módulo PV desde 2010: - 45% em 12 meses
42 CUSTO DE UM SISTEMA NA CHINA
43 CONTATO: Universidade Federal do Ceará - UFC Centro de Tecnologia - CT Departamento de Engenharia Elétrica - DEE Prof. Dr. René Pastor Torrico Bascopé rene@dee.ufc.br Fone: +55(85)
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