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| A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 7. Física Geral | ||
| Sistema de gerenciamento de baterias para uso com painéis solares fotovoltaicos no Nordeste do Brasil | ||
| Stefan Krauter 4, 5, Felix Klein 7, Felix Kosack 6, Rafael Teixeira Eufrásio 1, 5, Diego Tibério de Q. Martins 1, 5, Otacílio Leandro de Menezes Neto 2, 5, Vanessa Siqueira de Castro Teixeira 3, 5 e Edglei de Sousa Marques 1, 5 | ||
| (1. Graduando do Depto. de Física da Universidade Estadual do Ceará - UECE; 2. Graduado pelo Depto. de Física da Universidade Estadual do Ceará - UECE; 3. Graduada pelo Depto. de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Ceará - UFC; 4. Prof. Dr. do Depto. de Física da Universidade Estadual do Ceará - UECE; 5. Pesquisador do Depto. de Física da Universidade Estadual do Ceará - UECE; 6. Pesquisador do Fraunhoer Imstitute for Solar Energy Systems. Freiburg, Alemanha; 7. Graduado pelo THF. Berlin. Alemanha) | ||
| INTRODUÇÃO:
Baterias convencionais de chumbo–ácido utilizadas em sistemas de geração autônomos exigem um carregamento periódico especial a fim de elevar ao máximo a capacidade de armazenamento, bem como a sua vida útil, diminuindo assim a sulfatação. A sulfatação é um processo químico que diminui a capacidade das baterias e leva à redução da sua vida útil. Devido às condições de tempo desfavoráveis no nordeste brasileiro, esses baterias, quando utilizadas em sistemas fotovoltaicos, podem ficar descarregadas por um longo período, e a carga e descarga com correntes relativamente pequenas, comparadas com a capacidade das baterias, contribuem para o avanço do indesejado processo de sulfatação. A fim de solucionar esse problema, “Fraunhoer Institute for Solar Energy Systems”, em Freiburg, Alemanha, realiza pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de um Sistema de Gerenciamento de Baterias no qual prolongue vida útil das baterias de chumbo acido em tais aplicações. O projeto teve início em abril de 1999 estando atualmente em fase final com dois protótipos em fase de teste. É importante ressaltar que o atual Sistema de Gerenciamento está completamente voltado para sistemas fotovoltaicos híbridos operando na Alemanha, com condições climáticas e baterias diferentes do que se tem no Brasil, logo há certa a dificuldade na utilização dessa tecnologia de gerenciamento em nossos sistemas. |
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| METODOLOGIA:
Objetivo: Desenvolver um Sistema de Gerenciamento de Baterias no Nordeste do Brasil utilizando componentes locais. O sistema de gerenciamento utiliza bancos paralelos de baterias onde cada banco possui uma pequena uma fração da capacidade total do sistema. Cada banco também pode ser chaveado para carga e descarga a fim de evitar descarga prolongada ou estados desfavorável de carga nas baterias. Desta forma, um banco pode ser carregado até o máximo enquanto outro banco fornece energia. Esse controle será efetuado através da implementação de algoritmos em C++ e com a utilização de microcontrolador. Será utilizado também um sistema eletrônico adequado além de um sistema de monitoramento implementado também em C++, baseado, atualmente, no sistema operacional Linux. O sistema funciona com quatro bancos de 24V. O Grupo de Energias Alternativas da UECE – dispõe de infra-estrutura laboratorial adequada contendo instrumentos de medição elétrica alem de uma infra-estrutura computacional e um sistema fotovoltaico autônomo. A linha de pesquisa em Energia Solar Fotovoltaica é dirigida pelo Prof. Dr. Stefan Krauter, e atualmente conta com a participação de três estudantes do Curso de Física da UECE, um graduado em Física pela UECE e uma graduada em Engenharia Elétrica pela UFC e dois estudantes da Alemanha vindos através de programas de intercâmbio interinstitucionais. |
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| RESULTADOS:
A primeira etapa do projeto consistiu na montagem do sistema de monitoramento. O monitoramento das baterias foi instalado com sucesso e, como previsto, esta etapa foi finalizada em janeiro de 2005. A segunda etapa, que esta em andamento, consiste em análises do desempenho das baterias com o Sistema de Gerenciamento de Baterias. Foram colhidos os primeiros dados, no qual comprovou um excelente desempenho do Sistema de Gerenciamento quando adaptado às condições climáticas do Nordeste do Brasil, que são extremamente diferentes das encontradas na Alemanha, e às baterias utilizadas no Brasil. Com a utilização de um Sistema de Gerenciamento específico para as condições climáticas locais e para a tecnologia da baterias brasileiras, através da análise de dados, espera-se expandir a vida útil das baterias de três a cinco para até oito anos. |
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| CONCLUSÕES:
Comparando reduzida vida útil das baterias com à das placas solares, os acumuladores de carga constituem a parte mais cara dos sistemas fotovoltaicos, logo são necessários investimentos em pesquisa direcionada para essa linha. Sistemas fotovoltaicos desprovidos de sistema de gerenciamento normalmente apresentam uma vida útil para os acumuladores de carga de três até cinco anos. Destacam-se dois aspectos principais que justificam investimentos locais em pesquisa: diferenças nas condições climáticas Brasil/Alemanha e nas tecnologias das baterias. Com o aumento considerável na vida útil das baterias possibilitado pelo Sistema de Gerenciamento de Baterias, pode-se afirmar que os sistemas solares fotovoltaicos podem se tornam mais viável economicamente constituindo assim um grande avanço da utilização desse tipo de energia renovável. |
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| Palavras-chave: Sistemas Fotovoltaicos; Gerenciamento de Baterias; Energias Renováveis. | ||
| Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005 |