ESTUDO SOBRE A UTILIZAÇÃO DE CAPACITORES DE GRANDE PORTE PARA SUBSTITUIÇÃO DAS BATERIAS CONVENCIONAIS
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Resumo
O objetivo deste trabalho é aplicar capacitores de grande porte no armazenamento de energia elétrica, com o intuito de proporcionar uma maior portabilidade quanto à massa, ao volume e à energia disponível, especificamente em sistemas de iluminação. Sua utilização resulta em uma solução sustentável no que se refere, principalmente, ao seu descarte e à ausência de compostos químicos nocivos ao meio ambiente. Utilizando os conceitos técnicos de eletrônica e através de técnicas aplicadas em softwares de simulação e projetos, é possível realizar uma explanação teórica sobre módulos fotovoltaicos, conversor Buck, microcontroladores, indutores e baterias. Para constatar a eficiência da solução apresentada, foi elaborado um projeto com uma estrutura microcontrolada capaz de extrair energia de um módulo fotovoltaico, operando em seu ponto de máxima potência, com capacidade de carregar estes capacitores de grande porte, os “supercapacitores”. A estrutura conta com um painel fotovoltaico monitorado por conversores analógico/digital de um microcontrolador, os quais mantêm o sistema funcionando continuamente sobre o ponto de máxima eficiência energética (MPP). Um conversor cc-cc tipo Buck, que se encarrega da transferência de parte desta energia retirada do painel fotovoltaico para os Supercapacitores, criando um novo conceito de armazenamento de energia, em substituição as baterias convencionais.
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Referências
<http://www.fisica.uepg.br/Public/Documentos/1332880141_Apostila_de_F%C3%ADsica_Experimental_II.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2012.
ANDERSEN, M.; ALVSTEN, B.;. 200 W Low Cost Module Integrated Utility Interface for Modular Photovoltaic Energy Systems. In: IECON. Orlando; Florida, USA,1995.
Autor, 2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7039: Pilhas e acumuladores elétricos: Eletricidade. Rio de Janeiro, 1987. (Cancelada em 03/01/2011).
BARBI, Ivo. Eletrônica de potência. 4. ed. Florianópolis: Ed. do Autor, 2001.
BARBI, Ivo; MARTINS, Denizar C. Conversores CC-CC básicos não isolados. Florianópolis: Edição dos Autores, 2000.
BARBI, Ivo; MARTINS, Denizar C. Teoria fundamental da eletrônica de potência. Florianópolis: Ed. do Autor, 2001.
Barsukov Yevgen, 2006, Texas Instruments Battery Selection, Safety, and Monitoring in Mobile Applications
BLAKERS, Andrew W. Solar and Wind Electricity in Australia. Australian Journal of Environmental Management, v. 7,p 223-236, 2000.
BRITO, Moacyr A.G. de. et al. Avaliação da Principais Técnicas para Obtenção de MPPT de Painéis Fotovoltaicos. Laboratório de eletrônica de Potência. Departamento de Engenharia Elétrica. UNESP, 2009.
CASARO, Marcio Mendes; MARTINS, Denizar Cruz. Modelo de arranjo fotovoltaico destinado a análises em eletrônica de potência via simulação. Eletrônica de Potência. v. 13, n. 3, ago. 2008.
CAVALCANTE, Marisa; DAMASCENO, Eduardo Silva. Funcão map: saídas e PWM. Programa de Pós-Graduacão em Ensino de Física. Disponível em: <http://fritzing.org/media/fritzing-repo/projects/s/sensor-de-proximidade-com-o-arduino-e-sinal-sonoro/other_files/Arduino%20Parte%204_PWM_funcao_map.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2012.
Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito. Energia Solar Princípios e Aplicações. Disponível em:<http://www.cresesb.cepel.br/download/tutorial/tutorial_solar_2006.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2012.
FRAIDENRAICH, Naum. Energia solar fotovoltaica. In: TOLMASQUIM, Maurício T. (Org.). Fontes renováveis de energia no Brasil. Rio de Janeiro: Interciência, 2003.
GLAVIN, M.E.; CHAN, Paul K. W.; HURLEY, W.G. Optimization of Autonomous Hybrid Energy Storage System for Photovoltaic Aplications. Authorized licensed use limited to: Clovis Petry. p. 1417-1424. 2009.
II SNESF discute propostas para expandir o uso da energia solar fotovoltaica no Brasil. Centro de Referência para Energias Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito. CRESESB (Informe) Rio de Janeiro, Ano X, n. 10, p. 12-13, set. 2005. Disponível em: <http://www.cresesb.cepel.br/publicacoes/download/periodicos/informe10.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2012.
JOURNAL OF ANALOG INNOVATION. Milpitas, California, EUA: Linear Technology. v. 22, n. 2, jul. 2012. 31p.
LIMA, Charles Borges de. Técnicas de projetos eletrônicos com os microcontroladores AVR. Florianopolis: Ed. do Autor, 2010.
LOPES, Luis C. G. Sistema experimental fotovoltaico de geração de energia elétrica operando em paralelo com a rede elétrica CA. Dissertação de mestrado - Faculdade de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Juiz de Fora. Juiz de Fora, 2006. 169 f.
MACÊDO, Wilson N. Application of photovoltaic systems in community rádios located in remote conservation units in the amazon. Disponível em: <http://www.ufpa.br/gedae/SmallPV_01.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2012.
Microchip Technology Inc, ADN008
Charging Simplified for High Capacity Batteries
Autor: Bonnie C. Baker. Acesso 19/04/2011
Microchip Technology Inc, AN1088 disponível em
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01088a.pdf. Author: Brian Chu. Acesso em 19/04/2011.
MOEHLECKE, A. Módulos Fotovoltaicos e Fabricação de Células Solares In: Simpósio Nacional de Energia Solar Fotovoltaica, 2., 2005, Rio Grande do Sul. Anais... Rio Grande do Sul: PUCRS, 2005.
MUSSOI, Fernando Luiz Rosa; VILLAÇA Marco Valério Miorim, Capacitores. 3. ed. Florianopolis: 2000.
NASA. The Edge of Sunshine. Jan. 2002. Disponível em: <http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/08jan_sunshine/>. Acesso em: 11 dez. 2012.
POMÍLIO, José A. Fontes chaveadas: Componentes passivos utilizados em fontes chaveadas, 2005. Cap. 6. Disponível em: <http://www.dsce.fee.unicamp.br/%7Eantenor/pdffiles/CAP6.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2012.
RAMOS, Cristina de Moura. Procedimentos para caracterização e qualificação de módulos fotovoltaicos. Dissertação de mestrado em Energia – USP. São Paulo, 2006.
RASHID, Muhammad H. Eletrônica de potência: Circuitos, dispositivos e aplicações. São Paulo: Makron Books, 1999. 828p.
SAAB, Sérgio da Costa. Divisor de tensão resistivo. In: SAAB, Sérgio da Costa. Apostila de Física experimental II. p. 11-13.
SIEMENS. Smart Highside Power Switch: Semiconductor Group 03.97, p. 1. Disponível em: <http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/siemens/BTS410E2.pdf>. Acesso em: out. 2012.
SOUZA, Renan Luís S. de; SILVA, Filipe Rogério C. da; SILVA, Nicksonei Fabra da. Aproveitamento da energia solar na iluminação pública de Florianópolis. Revista Ilha Digital, v. 2, p. 69 – 74, 2010. Disponível em: <http://ilhadigital.florianopolis.ifsc.edu.br/index.php/ilhadigital/article/view/21/23>. Acesso em: 11 dez. 2012.
THORNTON ELETRÔNICA LTDA. NEE-42/21/15. Catálogo de Ferrite. Vinhedo, SP, 2008. Disponível em: <http://www.thornton.com.br/pdf/CATALOGO%20THORNTON.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2012.
TOLMASQUIM, Maurício T. (Org.). Fontes renováveis de energia no Brasil. Rio de Janeiro: Interciência, 2003. 516 p.
UNIVERSITY OF CENTRAL FLORIDA. Energy Storage Device: Ultra-capacitor. Flórida, 2012. Disponível em: <http://www.eecs.ucf.edu/~tomwu/course/eel6208/presentation2011/S09%20Ultra-capacitor.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2012.
www.sta-eletronica.com.br.
Manual das Baterias Recarregáveis, Pilhas e Carregadores, 2012.