Pesquisa conquistou o primeiro lugar na Student Thesis Contest 2022, promovida pelo IEEE, líder mundial no avanço da ciência e tecnologia.
Foto: CSul.
Melhorar a eficiência e a confiabilidade de inversores fotovoltaicos (eletricidade que vem do sol) conectados à rede elétrica, possibilitando reduzir o custo dos sistemas e torná-los cada vez mais acessíveis à sociedade. Esta é a ideia da tecnologia inovadora desenvolvida pelo egresso do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica do CEFETMG João Marcus Callegari e que foi tema de sua dissertação “Minimum Dc-Link voltage control strategy for efficiency and reliability improvement in two-stage photovoltaic inverters”, sob orientação dos professores Allan Cupertino (CEFET-MG) e Heverton Pereira (UFV).
O trabalho conquistou o primeiro lugar na Student Thesis Contest 2022, categoria Non-PhD, promovida pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), líder mundial no avanço da ciência e tecnologia, ao integrar teoria e prática na aplicação de sistemas elétricos e eletrônicos para o benefício da sociedade. “A tecnologia desenvolvida permite reduzir os custos operacionais do inversor fotovoltaico, por meio do aumento da sua eficiência e vida útil. O preço reduzido do inversor sugere maior acesso aos sistemas fotovoltaicos por parte da sociedade com menor poder aquisitivo”, explica João Marcus.
Os módulos fotovoltaicos têm uma garantia de produção energética de 25 anos, mas a maioria dos fabricantes de inversores dá garantia de 5 a 10 anos. Durante a vida útil do sistema, pode ser necessário substituir o inversor duas ou três vezes, elevando o custo total e a viabilidade dos sistemas fotovoltaicos. “A motivação para o trabalho, portanto, está no desenvolvimento de uma estratégia de controle embarcada, que permita estender a vida útil dos inversores fotovoltaicos e aumentar a competitividade dos sistemas frente às outras fontes de energia”, explica João Marcus.
Testes e ganhos
A estratégia foi implementada em um inversor fotovoltaico comercial de 1.5 kW, facilmente encontrado no mercado. A performance do equipamento, de acordo com o pesquisador, foi satisfatória em comparação com a estratégia de controle convencional. “Uma redução do estresse térmico do equipamento resultou em uma queda de 62 % da probabilidade de falha do inversor. Foi mostrado que a vida útil do inversor aumenta de forma significativa com esta proposta para quase 30 anos de operação, especialmente devido à redução de perdas e estresse térmico dos seus componentes”, afirma.
A pesquisa, segundo João Marcus, pode influenciar a forma atual de como é desenvolvida a programação de inversores fotovoltaicos comerciais. “Por se tratar de uma estratégia capaz de aumentar a eficiência do inversor, menores perdas de conversão são observadas e maior é o retorno do investimento. A estratégia é capaz ainda de reduzir a probabilidade de falha do inversor, proporcionando equipamentos mais confiáveis e com maior tempo de vida. Como consequência direta, no horizonte de 25 anos, menor é o número de troca de inversores, reduzindo o custo dos sistemas fotovoltaicos a longo prazo e aumentando a acessibilidade desta fonte de energia aos setores com menor poder aquisitivo”, conclui.
O orientador Allan Cupertino acredita em pelo menos uma substituição do inversor ao longo da vida útil do sistema. “A proposta ataca diretamente a viabilidade econômica dos sistemas fotovoltaicos, uma vez que reduz a probabilidade de falha do inversor. Assim, pode-se evitar sua substituição e uma despesa adicional para aquele que instalou um sistema fotovoltaico. Vale ressaltar que a proposta modifica apenas o software do inversor, de forma que pode ser usada para melhorar a vida útil dos equipamentos já existentes no mercado”.
Ainda de acordo com o orientador, o prêmio tem representatividade em diferentes níveis. “Primeiro, um prêmio entregue pelo IEEE demonstra mais uma vez que o Brasil, apesar das dificuldades, tem desenvolvido pesquisas de alto impacto. Este prêmio representa ainda a consolidação entre os grupos de pesquisa envolvidos (o LEACOPI/CEFET-MG e o GESEP/ UFV), que têm cooperado desde 2018 nos temas de fontes de energia renovável e armazenamento de energia. Para o João Marcus, com certeza, a premiação vem para coroar todo seu esforço e dedicação para a realização do projeto que foi acima da média. Para os professores envolvidos, ficamos muito felizes e orgulhosos por ter o João Marcus no nosso time e por ter contribuído um pouco para a conquista desse prêmio”, comemora Allan. João Marcus pretende amadurecer ainda mais a tecnologia, por meio de testes mais duradouros (na ordem de semanas até meses de operação ininterrupta).
Fonte: CEFET-MG.
