Projeto do CT desenvolve tecnologia que revoluciona os transformadores de distribuição de Energia Elétrica
Prof. Tiago Marchesan.
O projeto "Transformador de Distribuição Baseado na Tecnologia de Estado Sólido Empregando Conversores Multiníveis" é coordenado pelo professor Tiago Bandeira Marchesan, engenheiro elétrico Dr. em Engenharia Elétrica do Departamento de Eletromecânica e Sistemas de Potência - DESP do Centro de Tecnologia – CT da Universidade Federal de Santa Maria, o projeto surgiu a partir do desenvolvimento de transformador de distribuição (10 kV, classe 15Kv), que é aplicado em redes de distribuição rurais monofásicas que constituí através da conexão série-paralela de conversores estáticos, empregados em topologias multiníveis com características de:
- alta confiabilidade (redundância ativa de módulos);
- elevada eficiência devido a distribuição de potência entre os módulos;
- reduzido tempo de manutenção pela substituição apenas do módulo defeituoso e;
- reduzido volume dos filtros;
O professor Tiago explica como ocorre os processos de construção dos transformadores de distribuição. Estes são componentes fundamentais para o Sistemas Elétrico de Potência. Porém, a atual tecnologia destes equipamentos torna-os apenas elementos responsáveis pela adequação dos níveis de tensão.
Devido a evolução da tecnologia de Eletrônica de Potência, juntamente com os semicondutores, a possibilidade de pesquisa e desenvolvimento de um transformador de distribuicão baseado na tecnologia de estado sólido, assim como ocorreu em outras áreas onde a eletrônica tem importante papel, torna-se uma realidade viável.
Ainda, os conceitos atuais de Geração Distribuída (GD) e Smart Grid necessitam do controle mais apurado do fluxo de potência no sistema de distribuição. O professor coordenador salienta também, que até o momento, o projeto conta com cerca de 20 alunos envolvidos na pesquisa, entre eles, estudantes de graduação (mestrado e doutorado).
A proposta é a confecção de um transformador de potência totalmente eletrônico que será testado em condições de laboratório simulando as condições de operação de uma rede de distribuição de energia elétrica. O resultado deste projeto possibilitarão ainda, a geração de patentes e constituirá a base para aplicação desta tecnologia a maiores potências e classes de tensão.
O coordenador Tiago enfatiza que o projeto não teria este desenvolvimento sem a parceria da FATEC, grande responsável pela gestão financeira dos projetos da UFSM e conta também, com outros parceiros como a Schneider Electric estes parceiros são fundamentalmente importantes, para que o empreedimento consiga absorver o know how acadêmico e levá-lo para o benefício da sociedade. E a cadeia de inovação, segundo o professor, se completa com todos os atores necessários: FATEC, UFSM e iniciativa pública e privada, neste caso. A tecnologia desenvolvida também poderé ser aplicada a outros transformadores (monofásico ou trifásicos), e a outras concessionárias de distribuição, requerendo apenas estudos específicos para a adequação das diferentes realidades de cada equipamento. A parceria realizada entre a CEEE, UFSM vem de longa data e já abarca vários projetos em desenvolvimento na FATEC.
Para o sistema elétrico brasileiro, o transformador de distribuição adquire novas atribuições para o gerenciamento e melhoria da qualidade de energia do sistema de distribuição rural, em sintonia com os novos conceitos de Smart Grid. Para a CP Eletrônica, empresa que já produz fontes ininterruptas de energia de elevada potência (até 200 kVA) em baixa tensão, surge a possibilidade de criar uma nova linha de produção dentro da empresa através do intercâmbio científico com a Universidade e a concessionária de energia. Para os pesquisadores da UFSM, o projeto permite aplicação dos conhecimentos científicos e aumento do know-how técnico por meio do intercâmbio de informações entre a Universidade, a concessionária e a empresa. O coordenador Tiago comenta ainda, que devido à grande relevância técnica e científica do trabalho serão produzidas três teses de doutorado e uma dissertação de mestrado com grande possibilidade de proteção dos resultados obtidos através de patentes.
A viabilidade econômica é garantida a médio prazo com a redução de custo da tecnologia de semicondutores e com o surgimento constante de novos materiais para isolamento dielétrico. É fato, que com a tecnologia de Smart Grids, faz-se necessário um controle mais apurado do fluxo de potência. Neste meio tempo, elementos eletrônicos de controle de energia se farão cada vez mais necessários. Se aplicada à solução em larga escala o custo inicial poderá ser reduzido substancialmente. Este é um dos grandes objetivos deste projeto, através da parceira com a empresa Schneider Eletronic, na busca por redução de custo através do emprego da conexão série-paralela de módulos de baixo custo. As várias aplicabilidades do novo equipamento, aliada as constantes reduções de preço dos dispositivos semicondutores e necessidades latentes de melhorar a qualidade da energia do sistema de distribuição são o grande diferencial deste projeto.