Uso de inversor solar aprovado pelo INMETRO na microgeração eólica distribuída
DOI:
https://doi.org/10.21712/lajer.2024.v11.n1.p195-208Keywords:
geração, distribuída, energia, eólica, inversorAbstract
É fato que no Brasil não está consolidada a cultura de instalação de aerogeradores em oposição ao que ocorre com a energia fotovoltaica. Os principais motivos para essa diferença são a escassez de equipamentos e o desconhecimento desta tecnologia por parte dos consumidores. Além dos motivos anteriormente citados, inclui-se o custo de aquisição destes sistemas e a falta de condições adequadas tanto para a instalação física como para o aproveitamento do fator ambiental, o vento. A camada limite impacta significativamente no funcionamento e na eficiência aerodinâmica do equipamento. Em certas regiões, ela pode estender-se a altitudes consideráveis, o que requer a instalação de torres de grande porte para os aerogeradores, aumentando, assim, os custos de instalação e manutenção da planta. Todas as formas de geração de energia elétrica têm vantagens e desvantagens e vale lembrar aqui que das formas disponíveis no mercado a energia eólica é a de menor impacto ambiental desde o berço até o túmulo. O presente trabalho considerou, inicialmente, a possibilidade de utilizar um aerogerador de 1200W (vendido comercialmente) acoplado a um controlador de carga desenvolvido especificamente para esta turbina eólica, um banco de baterias e um inversor solar fotovoltaico (não híbrido). Não obstante, não houve sucesso devido à velocidade média do vento no local não ser suficiente para carregar as baterias na proporção que o inversor solar injeta energia na rede elétrica de 220V. Para demonstrar a viabilidade da microgeração eólica, com ou sem o uso de baterias, são apresentados dois equipamentos desenvolvidos por empresas consolidadas no mercado, que com um circuito eletrônico instalado entre o aerogerador e o inversor solar tornam o sistema eólico on grid. Estes projetos consideram velocidades da ordem de 12m/s de vento não turbulento para a potência máxima. Valor não encontrado nem mesmo acima de 200m de altura no local onde o aerogerador de 1200W está instalado. Como solução foi investigado o conceito de mircroturbina hidráulica, operando on grid com o uso de inversor solar. Detalhes dos equipamentos instalados em um sistema em operação são mostrados.
Downloads
References
Borges, VLF (2018). Inversor para conexão com rede elétrica de aerogeradores de pequeno porte. Dissertação Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
Bufanio, R, Arribas, L, De La Cruz, J, Karlsson, T, Amadío, M, Zappa, AE and Marasco, D (2022). ‘An Update on the Electronic Connection Issues of Low Power SWTs in AC-Coupled Systems: A Review and Case Study’. Energies, v. 15, n. 6, p. 2082. https://doi.org/10.3390/en15062082 DOI: https://doi.org/10.3390/en15062082
Cruz, DT (2015). Micro e minigeração eólica e solar no Brasil: propostas para desenvolvimento do setor, Dissertação Mestrado, Universidade de São Paulo, São Paulo.
Eckstein, RH (2014). Sistema para conexão de pequenos aerogeradores com a rede elétrica: análise, projeto e experimentação. Dissertação Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
Eldridge, CS (2011). Using super capacitors to interface a small wind turbine to a grid-tied micro-inverter. Masters thesis, Kansas State University.
INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (2015). Portaria nº 168 de 23 de março de 2015. Brasília, DF: Diário Oficial da União, 25/03/2015.
INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (2019). Portaria nº 508 de 10 de março de 2019. Brasília, DF: Diário Oficial da União, 16/12/2019.
Kotb, KM, Elmorshedy, MF, Salama, HS and Dán, A (2022). ‘Enriching the stability of solar/wind DC microgrids using battery and superconducting magnetic energy storage based fuzzy logic control’. Journal of Energy Storage, v. 45, p.103751. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.103751 DOI: https://doi.org/10.1016/j.est.2021.103751
Maccarini, MC (2012). Inversor monofásico sincronizado para a conexão de um gerador eólico à rede elétrica: estudo, projeto e implementação. Dissertação Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
Mo, Q, Wen, J, Liu, X and Wang, J (2016). The Brake System and Method of the Small Vertical Axis Wind Turbine. In: 5th International Conference on Civil, Architectural and Hydraulic Engineering (ICCAHE). Zhuhai, China, 2016, pp. 145-151. https://doi.org/10.2991/iccahe-16.2016.25 DOI: https://doi.org/10.2991/iccahe-16.2016.25
Natsir, A, Supriyatna, S, Ni Made, S, Adnyani, IAS and Nababan, S (2020). Performance Improvement of Grid Tie Inverter on Microgrid of Solar Photovoltaic. In: Proceeding International Conference on Science (ICST), v. 1, n. 1, pp. 79-87.
Nguyen, TH, Al Hosani, K and Al Sayari, N (2017). ‘Grid integration improvement for single-phase inverters of small wind turbines under distorted voltage conditions’. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, v. 87, pp.144-153. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2016.11.003 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2016.11.003
Novara, D and McNabola, A (2021). ‘Design and year-long performance evaluation of a pump as turbine (Pat) pico-hydropower energy recovery device in a water network’. Water, v. 13, n. 21, p. 3014. https://doi.org/10.3390/w13213014 DOI: https://doi.org/10.3390/w13213014
Ocana-Miguel, A, Andres-Diaz, JR, Navarrete-de Galvez, E and Gago-Calderon, A (2021). ‘Adaptation of an insulated centralized photovoltaic outdoor lighting installation with electronic control system to improve service guarantee in tropical latitudes’. Sustainability, v. 13, n. 4, p. 1925. https://doi.org/10.3390/su13041925 DOI: https://doi.org/10.3390/su13041925
Ocana-Miguel, A, Gago-Calderon, A and Andres-Diaz, JR (2022). ‘Experimental outdoor public lighting installation powered by a hydraulic turbine installed in the municipal water supply network’. Water, v. 14, n. 5, p. 710. https://doi.org/10.3390/w14050710 DOI: https://doi.org/10.3390/w14050710
Ramos, HM, Simão, M, Sánchez, MP, Fernandes, JF, Branco, PJC and López-Jimenes, PA (2020). ‘Caracterização do comportamento de bombas a funcionar como turbinas: análise numérica e experimental’. Águas & Resíduos, v. 4, n. 7, pp. 44-54. https://doi.org/10.22181/aer.2020.0705 DOI: https://doi.org/10.22181/aer.2020.0705
Rutz, MDR, Cleff, V, Silva, ET, Reisser Junior, C, Azevedo, RM and Santos, LHC (2014). Viabilidade técnica e econômica do uso de aerogeradores e células fotovoltaicas em propriedades rurais familiares do Rio Grande do Sul. In: Simpósio Estadual De Agroenergia; Reunião Técnica De Agroenergia - RS, 5; Encontro De Energias Renováveis Na Agricultura Familiar, 2, Pelotas, RS: Embrapa Clima Temperado, 2014.
Simão, M and Ramos, HM (2020). ‘Hybrid pumped hydro storage energy solutions towards wind and PV integration: Improvement on flexibility, reliability and energy costs’. Water, v. 12, n. 9, p. 2457. https://doi.org/10.3390/w12092457 DOI: https://doi.org/10.3390/w12092457
TESUP (n.d). TESUP Eind Turine Charge Controller. [online] Disponível: https://m.media-amazon.com/images/I/913Q5W2iVDL.pdf (Acessado janeiro 2024).
Tibola, G (2009). Sistema eólico de pequeno porte para geração de energia elétrica com rastreamento de máxima potência. Dissertação Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
Visser, KD (2022). ‘Real-world development challenges of the Clarkson University 3 meter ducted wind turbine’. Journal of Physics: Conference Series, v. 2265, n. 4, p. 042072. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2265/4/042072 DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2265/4/042072
Voltsys (2023). Voltsys Small Wind & Hydro Controller. [online]. Disponível: www.voltsys.com/voltsys-20a-wind-hydro-controller/ (Acessado dezembro 2023).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Latin American Journal of Energy Research
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/4.0/88x31.png)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
O autor, no ato da submissão do artigo, transfere o direito autoral ao periódico.