PROJECTO
Breve descrição do projecto de dissertação
Várias tecnologias e métodos vêm surgindo, após recentes investigações, para que a dependência da utilização de energia proveniente de recursos fósseis seja diminuída até que seja desnecessária. Com isto, as apostas na geração de energia eléctrica proveniente de fontes de energias renováveis correspondem aos principais passos para que a utilização dos recursos fósseis se torne obsoleta. Inicialmente, as grandes desvantagens destes métodos de geração de energia em relação aos que usam recursos fósseis (como uma central termoeléctrica que depende do consumo de carvão), são os fracos rendimentos e os elevados custos de produção.
Surge, assim, a electrónica de potência com um papel muito importante nos sistemas de geração de energia eléctrica a partir de fontes de energias renováveis. Com a evolução na área da electrónica de potência, estes sistemas conseguem melhorar a sua eficiência na geração de energia eléctrica, permitindo, não só, diminuír as perdas de conversão da energia eléctrica primária para uma secundária, pronta a ser usada, mas também obter bons resultados na extracção da máxima potência ao subsistema gerador de energia primária (podendo ser este uma turbina eólica, um painel solar fotovoltaico, etc.), resultando, pois, num aumento do rendimento geral do sistema. Os custos de utilização destes sistemas de geração de energia têm vindo a diminuir com o aparecimento de novas tecnologias para conversão da energia primária renovável em energia eléctrica e com a evolução da electrónica de potência, uma vez que os preços dos seus componentes também são cada vez mais baratos e os métodos que são utilizados tornam o sistema cada vez mais eficiente.
Os sistemas de geração de energia compostos por paineis solares fotovoltaicos (PV) representam um importante papel na utilização directa da energia solar para produzir energia eléctrica. O tema desta dissertação está directamente relacionado com os sistemas PV, vocacionado para um parque de produção com altos níveis de potência. Para a conversão de energia solar em eléctrica são usados inversores de tensão de grande potência usando tecnologias e métodos de controlo que permitem a diminuíção das perdas de conversão. Já os tipos de filtro que estes inversores podem utilizar para alisar a corrente de saída e eliminar o ruído electromagnético inserido pelas comutações dos semicondutores são: L (apenas uma bobina) ou LCL. Para que um filtro L conseguisse obter o mesmo desempenho que um LCL, necessitaria de um valor inductivo bastante elevado o que conduziria a outros problemas, como o grande tamanho necessário para o filtro, o custo associado, a necessidade de utilizar frequências de comutação mais elevadas e as perdas por condução a si associadas. Daí que o uso de filtros LCL sejam os preferidos.
Contudo, a configuração de inversores PV com filtro LCL apresenta implicações que merecem ser alvo de estudo. É do âmbito desta dissertação, efectuar um estudo para que possam ser analisados os efeitos inerentes a esta configuração, garantindo a qualidade na potência convertida e transmitida para a rede, eficiência do inversor e segurança da interconexão com o rede eléctrica. Diversos assuntos devem ser analisados, como o regime dinâmico de todo o conversor, resposta a perturbações na rede, de forma a efectuar compensação harmónica activa e passiva, ter em conta o efeito ressonante do filtro LCL utilizado.
Todo o sistema deve ser implementado em simulação e servir como suporte e complemento para um sistema de conversão já implementado de forma a melhorar o seu desempenho.