PREFEITURA DE CURURUPU

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1 PREFEITURA DE CURURUPU

2 S O Sistema de Geração Híbrido Eólico Solar da Ilha de Lençóis entrou em operação plena no dia 19 de julho de Desde então, a comunidade desta Ilha tem energia elétrica 24 horas por dia, tanto nas moradias quanto nas vias públicas. Este projeto foi executado pela Universidade Federal do Maranhão (UFMA), através do Núcleo de Energias Alternativas (NEA) e financiado pelo Programa Luz para Todos do Ministério de Minas e Energia (MME), visando desenvolver soluções de atendimento com energia elétrica a comunidades isoladas. A Ilha dos Lençóis está situada no arquipélago de Maiaú, litoral do Município de Cururupu, Pólo Ecoturístico da Floresta dos Guarás, ao ocidente da cidade de São Luís, em uma área territorial de aproximadamente de 900 hectares. Seu solo é arenoso, formando um campo de dunas de até 35 m de altura, que se prolonga por quase toda sua extensão até se mesclar com o mangue ao lado sudoeste. A pesca é a principal atividade de subsistência das 90 famílias residentes. A Ilha dos Lençóis forma parte de um santuário ecológico onde habita entre outros, o Guará, uma das aves mais bonitas do Brasil. A beleza das paisagens, com deslumbrantes cores que combinam mar, céu e brancas dunas tornam o local um cartão postal da região. Sua população combina diferentes origens, destacando-se um importante percentual de habitantes Albinos. A lenda do "Touro Encantado" faz parte do seu imaginário popular, que desperta grande interesse de turistas e pesquisadores do mundo todo. Segundo a lenda, o Rei de Portugal Dom Sebastião, que desapareceu na luta contra os Mouros na batalha de Alcácer-Quibir (1578), vive ali na forma de um touro encantado em seu palácio de cristal e aparece nas noites de lua cheia à espera de alguém corajoso para desencantá-lo Para chegar à ilha, o visitante pode optar por embarcações tradicionais ou, eventualmente por aviões fretados. As dificuldades de acesso contribuem para que o ambiente permaneça relativamente preservado. Nela reside uma antiga comunidade de pescadores, originada por migrações de portugueses, fixada há muito tempo atrás. A Vila da Ilha de Lençóis possui uma escola, uma igreja, um posto de saúde e alguns comércios.

3 O clima do local é caracterizado por períodos de seca e de chuvas. O período seco é marcado por alta incidência de radiação solar (5,95 W/m²) e grande velocidade dos ventos (9 m/s). Na época das águas, as chuvas vindas do Oceano Atlântico são responsáveis pela formação de lagoas de águas cristalinas que podem atingir 1,5m de profundidade. Há também baixa incidência de radiação solar e relativa redução da velocidade do vento. Esta época é a que concentra maior potencial turístico da região Trata-se de um projeto piloto para atender a comunidade da Ilha de Lençóis (Cururupu), com energia elétrica 24 horas por dia, utilizando o vento e o sol, como fontes de geração. A escolha da Ilha de Lençóis foi motivada por reunir todas as condições interessantes a este projeto: a distância do continente e o fato de situar-se fora das redes de atendimento convencionais de distribuição de eletricidade; baixo índice de renda per capita e identificação de potencial econômico reprimido; região com alta incidência de ventos e de radiação solar; manifestação declarada de interesse da comunidade pela instalação de energia elétrica. O sistema é composto por três turbinas eólicas de 7.5 kw, montadas em torres de 30 metros cada e por 162 painéis fotovoltaicos com uma capacidade total de 21 kwp. Um sistema com 120 baterias de 150Ah armazena a energia, que é transformada para uso doméstico por dois inversores de 20 KVA cada, desenvolvidos especialmente para o Projeto com tecnologia Brasileira. A capacidade do sistema é maior do que a atual demanda da Ilha, de forma a permitir o aumento natural do consumo. O sistema implementado contempla uma série de diferenciais orientados a dar segurança operativa e autosustentabilidade, atendendo também as normas elétricas. Durante todo o processo de estudos e execução, a equipe trabalhou em parceria com os órgãos responsáveis, de modo a garantir a preservação das características locais, obtendo assim, os licenciamentos e autorizações correspondentes. O sistema foi desenvolvido para operar automaticamente, estando também previsto seu monitoramento remoto desde São Luís.

4 As exigências e restrições naturais para implementação do projeto, tais como distância da ilha alvo, ambiente agressivo e dificuldades logísticas, exigiram o desenvolvimento de soluções específicas que passam a ser o legado positivo deste projeto piloto para o MME e para a UFMA. A sinergia Universidade Empresas, resultante da busca dessas soluções, tem gerado importantes desdobramentos que potencializaram o sucesso deste sistema. O Projeto está atrelado a um conjunto de iniciativas de geração de renda, de forma a garantir auto-sustentabilidade ao sistema. Potência instalada: 40 KVA; Arquitetura: barramento em corrente contínua a 240 Vcc; Autonomia do sistema de armazenamento: 12 horas; Tensão de suprimento: 380/220 VAC, 60 Hz; Tipo de operação: automática controlada por CLP; Monitoramento: realizado por uma central de medição e processado pelo CLP. Os dados devem ser transmitidos para a sede da UFMA em São Luís para monitoramento remoto contínuo da operação do sistema; Casa do Sistema: formada por quatro ambientes: a) sala de baterias, b) sala de controle e processamento da energia, c) sala de apoio a equipe técnica e d) terraço coberto para serviços de montagens e reuniões.

5 Controlador a 240 VCC Inversor de alta eficiência com nível de tolerância a falhas A configuração proposta neste projeto considera a interligação dos painéis fotovoltaicos e as baterias, de modo a formar um barramento de corrente contínua de 240 VCC. A principal vantagem é a redução das perdas de energia no processo de geração, que é acompanhada também pela redução dos custos de construção dos inversores. Essa solução, por outro lado, implicou na necessidade de desenvolver um controlador de carga específico para o projeto, dada a inexistência de controladores para esse nível de tensão no mercado nacional. O equipamento foi concebido e implementado no NEA/UFMA, usando tecnologia de baixo custo para fácil operação e manutenção, uma vez que os componentes do mesmo são facilmente encontrados no mercado local. Operação automática via controlador lógico programável (CLP) Em virtude das dificuldades para acesso ao local do sistema de geração, é imprescindível que este seja dotado de operação automática, reduzindo a interferência humana. Para isso, foi desenvolvido um sistema supervisório, com base em um controlador lógico programável, cuja função é coordenar a operação de todas as fontes de energia que operam em paralelo, assim como fazer com que todo o sistema de geração opere no ponto de maior eficiência possível. Além disso, deve garantir o fornecimento ininterrupto de energia à comunidade. Um dos componentes críticos de um sistema isolado de geração de energia elétrica a partir de fontes de energias renováveis são os inversores, equipamentos responsáveis pela conversão da energia das baterias em energia de qualidade padrão, nas tensões usuais de consumo (380V/220V). O histórico mostra que o tempo médio para os inversores apresentarem falhas é normalmente bem abaixo do desejável. Este fato, aliado a outros fatores, tais como: distância e dificuldades de acesso, têm resultado no descrédito de tais tecnologias perante as comunidades onde esses sistemas foram implantados. Por outro lado, devido à sazonalidade das fontes primitivas de energia, há períodos de escassez das mesmas. Logo, esses inversores precisam ter alto rendimento e confiabilidade. Novamente, o mercado nacional não oferecia inversores com características adequadas para esses sistemas de geração. Os inversores deste projeto foram desenvolvidos em parceria com a empresa CP Eletrônica, focalizando atender os principais requisitos para aplicações em sistemas híbridos de energia. Estas exigências estão principalmente relacionadas com a confiabilidade dos equipamentos, adaptação às condições adversas de temperatura e salinidade, eficiência energética, assim como com a sua capacidade de expansão. A confiabilidade está relacionada com a utilização desses equipamentos em regiões isoladas, em áreas agressivas e muitas vezes de difícil acesso. Para atender este aspecto, a confiabilidade foi aumentada através da operação de unidades inversoras em paralelo, adequadamente tropicalizadas e adaptadas para operarem em regime de temperatura ambiente da região. Para aumentar a eficiência, buscou-se um compromisso entre freqüência de chaveamento versus tamanho dos filtros, resultando em uma melhoria substancial do rendimento e como beneficio adicional, a redução do calor expelido pelo sistema. A capacidade de expansão também foi levada em conta, uma vez que sistemas desse tipo são vetores para o desenvolvimento das comunidades. Estação de medição & transmissão remota Por se tratar de um sistema piloto, foi desenvolvida uma central para medição e monitoramento de todas as grandezas e parâmetros importantes para aferir o desempenho do sistema de geração. O sistema de medição desenvolvido torna possível a transmissão remota de dados entre a Ilha de Lençóis e o laboratório do NEA, no CAMPUS da UFMA, viabilizando o monitoramento online do sistema.

6 Parceria para o desenvolvimento de turbina eólica As parcerias firmadas com empresas para fornecimento de equipamentos e serviços despertaram, em algumas delas, o interesse em investir no desenvolvimento de equipamentos voltados para aplicações em sistemas de geração com energias renováveis. Uma dessas iniciativas consiste do desenvolvimento de uma turbina eólica, totalmente adaptada às nossas características de vento e clima. Isso, certamente, reduzirá a dependência de importação de componentes, o que por sua vez reduzirá os custos de implantação desses sistemas, contribuindo para a viabilidade econômica dos mesmos. Parceria para o desenvolvimento de conversor para turbina eólica Outro desdobramento das parcerias Universidade Empresa formadas durante o projeto é a formalização de um acordo de cooperação para o desenvolvimento de inversores para injeção de energia eólica em pequena escala diretamente na rede. Este nicho não é atendido pelo mercado nacional, precisando-se da importação de equipamentos a custos elevados. O desenvolvimento de inversores eficientes a custos acessíveis pode beneficiar tanto a comunidades isoladas, assim como no processo de integração de fontes não convencionais à rede de energia elétrica, promovendo a instalação de pequenos empreendimento eólicos do País. O desenvolvimento de tecnologia nacional nesta área é fundamental, pois criando soluções criam-se empregos, enquanto que soluções viabilizam empreendimentos, que geram por sua vez novos empregos, em um ciclo virtuoso em prol do desenvolvimento econômico. Prêmios Prêmio Excelência em P&D 2008 do Anuário Informática Hoje categoria Sistemas e Periféricos. Prêmio CNI - categoria Desenvolvimento Sustentável da Confederação Nacional das Indústrias em Equipe Técnica: Professores: Alunos: Prof. Dr. Osvaldo R. Saavedra Mendez Hugo Maia Santos João Victor Mapurunga Caracas Prof. M. Sc. José Gomes de Matos Júlio César Pereira Segundo Yuri Holanda Lopes Prof. Dr. Luiz Antonio de S. Ribeiro Erick Elson Santana Duarte Nara Freitas Santos Prof. M. Sc. Nelson J.Camelo Luiz Filipe Leal Diniz Denisson Queiroz Oliveira M. Sc. Shigeaki L. Lima Luiz Felipe Moreira Texeira Pedro Bezerra Leite Neto Contatos: /

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