Sistema de energia renovável para dessalinizacão de água - Vieira, Rodrigo Rodrigues (2018)
Este trabalho descreve o desenvolvimento e a análise por simulações digitais de um sistema híbrido de energia renovável, para uma planta de dessalinização de pequeno porte (inferior a 50 m3/dia) . O sistema de energia é do tipo isolado da rede elétrica e baseia-se em turbina eólica, painéis fotovoltaicos e um banco de baterias. A partir de uma pesquisa bibliográfica sobre diversos métodos de dessalinização, optou-se pelo dessalinizador por osmose reversa (reverse osmosis - RO), por considerar-se a maior facilidade de aquisição no comércio e possibilidade de compor-se um sistema de pequeno porte. Os elementos principais nesse processo são um módulo com membranas semipermeáveis e um motor elétrico de indução, para o bombeamento de água em alta pressão. O sistema de energia é projetado para atender a demanda de energia desse motor. é analisado o desempenho de duas configurações de sistema híbrido que foram denominadas de topologia de sistema 1 e 2. Em ambas as topologias, os conversores da fonte eólica são retificadores à diodos além de possuir conversores CC-CC elevador de tensão (boost) clássico, tanto para o eólico como para o arranjo solar fotovoltaico. No banco de baterias, um conversor buck-boost gerencia o fluxo de energia. Esse conjunto forma o barramento CC que alimenta um inversor trifásico multinível com grampeamento do ponto de neutro (Neutral-Point Clamped-NPC) de três níveis. No caso da topologia 2 o diferencial está no uso de um dobrador de tensão que combina os dois conversores boost para formar o barramento CC. Esse dobrador foi elaborado realizando-se uma pequena modificação na topologia clássica do retificador quadruplicador de Greinacher/Cockcroft-Walton. Em cada conversor boost, foi implementado um algoritmo de rastreamento do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking - MPPT). No caso da modelagem do banco de baterias, dada a complexidade desse tema observada na literatura pesquisada, é realizado um modelo simplificado e específico para o regime de operação do sistema. As análises consideraram situações distintas e limites extremos de máximo e mínimo vento e de irradiação solar para atender condições específicas de demanda de carga.