Projeto Luz Para Todos

Olá Leitores!

Recebemos mais uma contribuição para o TecEng!Fiorelo Ruback Cascardo Filho nos enviou várias apresentações que fez para a UFJF.Ele se formou em Engenharia Elétrica e enviará várias contribuições.

Espero que gostem!

Projeto Luz Para Todos

Eficiência Energética

UFJF

Este programa tem como objetivo, até o ano de 2008, promover o acesso à energia elétrica à totalidade da população do meio rural brasileiro. O programa tem como meta atender cerca de 2,5 milhões de famílias brasileiras residentes na área rural, beneficiando cerca de 12 milhões de pessoas. Prioridades estabelecidas pelo programa:

• Projetos de eletrificação rural, paralisados por falta de recursos, que atendam a comunidades e povoados rurais;
• Municípios com Índice de Atendimento a Domicílios inferior a 85%, calculado com base no Censo 2000;
• Municípios com Índice de Desenvolvimento Humano inferior à média estadual;
• Comunidades atingidas por barragens de usinas hidrelétricas ou por obras do sistema elétrico, cuja responsabilidade não esteja definida para o executor do empreendimento;
• Escolas públicas, postos de saúde e poços de abastecimento d'água;
• Projetos que enfoque o uso produtivo da energia elétrica e que promova o desenvolvimento local integrado;
• Assentamentos rurais;
• Projetos para o desenvolvimento da agricultura familiar ou de atividades de artesanato de base familiar;
• Atendimento de pequenos e médios agricultores;
• Populações em áreas de Unidades de Conservação da Natureza;
• Populações em áreas de uso específico de comunidades especiais, tais como: minorias raciais, comunidades remanescentes de quilombos e comunidades extrativistas.

Agentes participantes

• O Programa é coordenado pelo Ministério de Minas e Energia (MME) e operacionalizado com a participação das Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (Eletrobrás).
• Tem como agentes executores as concessionárias e permissionárias de distribuição de energia elétrica e as cooperativas de eletrificação rural, autorizadas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Comissão Nacional de Universalização (CNU), o Comitê Gestor Nacional (CGN), os Coordenadores Regionais, os Comitês Gestores Estaduais (CGE), os Agentes Luz para Todos e os Governos Estaduais.

CRITÉRIOS TÉCNICOS DE ATENDIMENTO

O Programa contempla o atendimento das demandas no meio rural, mediante uma das três possibilidades:

1. Extensão de Redes de Distribuição;

2. Sistemas de Geração Descentralizada com Redes Isoladas;

3. Sistemas Individuais

SISTEMAS DE GERAÇÃO INDIVIDUAIS

I - Hidroeletricidade;

II - Solar Fotovoltaica;

III - Energia Eólica;

IV - Biomassa;

V - Gerador diesel;

VI – Sistemas Híbridos, resultantes da combinação de duas ou mais das seguintes fontes primárias: solar, eólica, biomassa, hídrica e/ou diesel.

Problemas

Em algumas localidades, devido a inexistência de linhas de transmissão, subestação e sistemas de distribuição, o preço do KWh seria inviável. Uma das soluções para esses casos seria a implementação de sistemas fotovoltaicos residenciais.

Instalação Fotovoltaica Residencial

Assim funciona a instalação Fotovoltaica Residencial

1. Módulo Fotovoltaico

2. Controlador de Carga

3. Baterias

4. Conversor CC-CA (Inversor)

5. Iluminação

Custo

Proposta

1. Reduzir o Preço do KWh do sistema Fotovoltaico.
2. Com isso o preço do KWh a base da luz solar torna mais atrativo e a carga do sistema elétrico poderia ser aliviada.
3. A proposta é apresentada a seguir, podendo ser aproveitada em diversas outras aplicações.

Conversor CC-CA

Análise Construtiva

Uma alternativa para inverter o sentido da corrente é modificar a polaridade da fonte CC.

Porém, em alta velocidade, este método é ineficaz.Existe uma topologia, conhecida como ponte H, capaz de controlar o sentido da corrente.

Fechando as chaves J1 e J2 através de um microcontrolador, estaremos permitindo um fluxo de corrente em um sentido.

Para inverter o sentido da corrente basta abrir as chaves J1 e J2 e depois fechar J3 e J4.

Vamos discutir rapidamente o dispositivo utilizado como chave. O relé é uma chave eletro-mecânica, ou seja, uma chave acionada por grandezas elétricas.

Os problemas são:

São lentos (cerda de 4ms na comutação);

Necessitam de amplificador de tensão/corrente para serem comandados por um microcontrolador;
Apresentam defeitos rapidamente ( 20.000 comutações ).

Um transistor também pode ser utilizado para trabalhar como chave ( trabalhando no corte e na saturação ).

A corrente no coletor é igual a bIb onde b geralmente é muito alto. Porém, existe um ponto onde podemos aumentar a corrente de base Ib sem que Ic altere.

Repare que caso Ib igual a 0, o transistor funciona como uma chave aberta.

Caso não seja um valor muito baixo, o semi-condutor funciona como uma chave fechada.Uma ultima observação importante é quanto a polaridade do componente.

Para que o componente se comporte conforme explicamos, é necessário uma tensão de polarização entre a base e o emissor.

Vamos começar a montar nosso conversor substituindo as chaves.

Observe a polaridade nos transistores quando uma das portas (A ou B) passa de baixo (0V) para alto (+5V). 12Precisamos de um Driver para resolver o problema. Não é o intuito deste texto explicar o Driver, e sim, mostrar a necessidade.

Os transistores, trabalhando como chave, são capazes de formar apenas ondas quadradas. No espectro da frequência, a forma de onda contém uma senoide na fundamental além da soma de infinitos harmônicos.
Antes de pensar em filtrar, vamos melhorar a saída. Existe uma técnica chamada de PWM (modulação por largura de pulso) capaz de modificar o valor eficaz de uma fonte.

Podemos utilizar um sinal pulsado para variar o valor eficaz.

Portanto, é possível uma forma de onda quadrada com o valor eficaz semelhante à de uma senoide.

O valor das larguras de pulso é obtido pela comparação entre uma onda senoidal e uma triangular (chamada de portadora).

A amplitude da tensão de saída pode ser ajustado pela amplitude da onda senoidal de referência.

Antes de abordar a realimentação, vamos analisar a forma de onda na saída.

Repare no espectro da frequência que, caso necessário, podemos filtrar os harmônicos obtendo um fonte senoidal.

Estimados Valor de Entrada : 19,5Vcc

Valor de Saída (RMS) : 120Vac

Potência : 5,5A x 18V = 99W

Custo : 70 Reais

Ao viabilizar o acesso à energia elétrica, o LPT favorece a permanência das famílias no campo, melhorando a qualidade de vida. Com a chegada da energia as famílias adquirem eletrodomésticos e equipamentos rurais elétricos, o que permite o aumento da renda, a melhoria do saneamento básico, da saúde e da educação, fortalecendo o capital social dessas comunidades.E o mais importante, proporciona melhor qualidade de vida para todos.