Publicação
Circuitos de proteção contra sobretensão para turbinas pico-hídricas e eólicas ligadas à rede elétrica através de inversores eletrónicos
| Resumo: | O uso de energias renováveis, nomeadamente, fotovoltaica, eólica e hídrica, é uma alternativa para reduzir a emissão de poluentes e aumentar a produção dispersa de energia e a sua integração na rede elétrica ou em microrredes. A presente dissertação tem como objetivo implementar e validar um sistema de proteção eletrónico que permite acoplar turbinas eólicas e pico-hídricas com inversores eletrónicos. O sistema é constituído por circuitos eletrónicos que retificam e filtram a tensão de saída dos geradores acoplados às turbinas e protegem a entrada dos conversores eletrónicos, de ligação à rede, contra sobretensão. Na ausência desse sistema, caso seja aplicado um valor de tensão superior ao máximo suportado na entrada dos conversores, estes são danificados, já que a velocidade da turbina e, consequentemente a tensão de saída do gerador aumentam se trabalharem em vazio, ou seja, sem carga. A validação do sistema desenvolvido foi realizada em duas etapas e consiste em verificar os instantes em que as proteções atuam para dois casos: em vazio, quando não existe carga na saída do gerador; em excesso de potência, quando os inversores não conseguem processar toda a potência disponível no gerador. Na primeira etapa, três sistemas picohídricos reais são testados para observar o comportamento do circuito de proteção em vazio. O primeiro sistema consiste numa roda d’água ligada em um gerador que pode ir até os 300 W, os restantes referem-se a duas turbinas pico-hídricas, uma Pelton e outra Turgo, conectadas a geradores que podem fornecer até 1200 W. Na segunda etapa, testes adicionais são desenvolvidos em uma bancada com um aerogerador, a fim de simular o comportamento de uma pico-hídrica que fornece potência superior ao valor que o inversor fotovoltaico consegue processar. Além disso, oito modelos de inversores distintos foram testados e, independente de terem sido sincronizados com a rede elétrica, os circuitos de proteção projetados mostraram-se eficientes em todos os testes, pois limitaram o valor da tensão e da potência parametrizadas para cada inversor. |
|---|---|
| Autores principais: | Scotta, Isabella Cristina |
| Assunto: | Produção distribuída de energia Microrredes Turbinas eólicas e pico-hídricas Inversores eletrónicos Circuito de proteção contra sobretensão |
| Ano: | 2021 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Bragança |
| Idioma: | português |
| Origem: | Biblioteca Digital do IPB |
| Resumo: | O uso de energias renováveis, nomeadamente, fotovoltaica, eólica e hídrica, é uma alternativa para reduzir a emissão de poluentes e aumentar a produção dispersa de energia e a sua integração na rede elétrica ou em microrredes. A presente dissertação tem como objetivo implementar e validar um sistema de proteção eletrónico que permite acoplar turbinas eólicas e pico-hídricas com inversores eletrónicos. O sistema é constituído por circuitos eletrónicos que retificam e filtram a tensão de saída dos geradores acoplados às turbinas e protegem a entrada dos conversores eletrónicos, de ligação à rede, contra sobretensão. Na ausência desse sistema, caso seja aplicado um valor de tensão superior ao máximo suportado na entrada dos conversores, estes são danificados, já que a velocidade da turbina e, consequentemente a tensão de saída do gerador aumentam se trabalharem em vazio, ou seja, sem carga. A validação do sistema desenvolvido foi realizada em duas etapas e consiste em verificar os instantes em que as proteções atuam para dois casos: em vazio, quando não existe carga na saída do gerador; em excesso de potência, quando os inversores não conseguem processar toda a potência disponível no gerador. Na primeira etapa, três sistemas picohídricos reais são testados para observar o comportamento do circuito de proteção em vazio. O primeiro sistema consiste numa roda d’água ligada em um gerador que pode ir até os 300 W, os restantes referem-se a duas turbinas pico-hídricas, uma Pelton e outra Turgo, conectadas a geradores que podem fornecer até 1200 W. Na segunda etapa, testes adicionais são desenvolvidos em uma bancada com um aerogerador, a fim de simular o comportamento de uma pico-hídrica que fornece potência superior ao valor que o inversor fotovoltaico consegue processar. Além disso, oito modelos de inversores distintos foram testados e, independente de terem sido sincronizados com a rede elétrica, os circuitos de proteção projetados mostraram-se eficientes em todos os testes, pois limitaram o valor da tensão e da potência parametrizadas para cada inversor. |
|---|