• Sistemas de Energia

    Tecnologias para as redes elétricas inteligentes do futuro

O uso cada vez mais intenso da tecnologia, em aplicações como casas inteligentes, veículos elétricos e uma legião de sensores de vários tipos conectados em rede, tende a se refletir em um aumento vertiginoso da demanda por energia. Ao mesmo tempo, a preocupação com a sustentabilidade e com a preservação do meio ambiente leva à busca por soluções que permitam maior eficiência operacional e energética por meio do uso de fontes de energia distribuídas e renováveis.

O CPqD atua no desenvolvimento de tecnologias, metodologias e algoritmos aplicados a sistemas de energia, com o objetivo de ampliar a capacidade, a confiabilidade, a disponibilidade e a qualidade no fornecimento de energia elétrica.

O CPqD desenvolve inúmeros projetos de P,D&I envolvendo temas como:

  • Desenvolvimento de baterias e sistemas de recarga e tração para veículos elétricos
  • Avaliação do desempenho dos componentes para mobilidade elétrica (veículo elétrico, eletroposto, infraestrutura elétrica, etc.)
  • Avaliação do impacto dos veículos elétricos, geração distribuída e infraestrutura de medição avançada na rede de distribuição
  • Desenvolvimento de baterias avançadas para utilização em geração distribuída
  • Desenvolvimento de metodologias para melhoria da operação em tempo real, planejamento e manutenção de sistemas de distribuição

Os desenvolvimentos estão mapeados em componentes tecnológicos que abrangem as áreas de armazenamento de energia, medição avançada, automação avançada, metodologias e algoritmos, conversão de energia, arquitetura e topologia de sistemas de energia, e conformidade e regulamentação. Essas competências em conjunto permitem ao CPqD o desenvolvimento de projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação envolvendo temáticas como mobilidade elétrica, fontes renováveis, geração distribuída e sistemas de planejamento, manutenção e operação em tempo real.

As principais competências do CPqD nesta plataforma são:

Armazenamento de energia

Tecnologias aplicadas a sistemas de armazenamento de energia (Energy Storage System – ESS) para peak-shaving, qualidade de energia, sistemas de backup, veículos elétricos, energy harvesting, entre outros. São exemplos de tecnologia:

  • Armazenamento eletroquímico (chumbo-ácido, alcalino, lítio-íon, hidrogênio CaC, etc.)
  • Armazenamento elétrico (supercapacitores/ultracapacitores)
  • Armazenamento térmico (criogênico, vapor/sal fundido)
  • Armazenamento mecânico (ar comprimido, bombeamento de água, flywheel, GMG)
  • Empacotamento mecânico e térmico

Automação avançada de energia

Tecnologias para automação avançada de sistemas de energia com foco em avaliação de redes elétricas em diferentes aplicações. Incluem-se as competências em:

  • Protocolos de automação de sistemas de energia (ex. ICCP, DNP3, IEC 61850, etc.)
  • Sistemas de proteção que possibilitam detectar defeitos ou outras condições perigosas ou intoleráveis em equipamentos, verificar condições do sistema, etc.
  • Power Line Communication (PLC) para transmissão de dados utilizando as linhas de transmissão e distribuição da rede de energia elétrica.

Medição avançada de energia

Tecnologias para medição, controle e gerenciamento de leituras e de ativos de utilities, que permitem a interação de dados, informações e comandos. São exemplos de competências:

  • Protocolos de medição (ex. ABNT, SIBMA, DLMS, etc.)
  • Multimedição
  • Micromedição
  • Qualidade de energia elétrica
  • Medição de energia elétrica

Metodologias e algoritmos avançados

Metodologias e algoritmos especializados para as diferentes aplicações em sistemas de energia. Alguns exemplos:

  • Modelagem matemática e técnicas de otimização para resolução de problemas de operação e planejamento de redes elétricas (self-healing, despacho de equipes, controle Volt-VAr, localização de faltas, etc.)
  • Avaliação da qualidade de energia
  • Interconexão e interoperabilidade entre veículos elétricos e eletropostos
  • Segurança de medidores
  • Verificação de vida útil ou degradação de baterias
  • Gestão de energia para Battery Management System (BMS)

Arquitetura/Topologia de sistemas de energia

Tecnologias para concepção de arquitetura de redes de geração, transmissão e distribuição de energia e novos equipamentos que irão compor esse sistema (geração distribuída, veículo elétrico).

Conversão de energia

Tecnologias para conversão e controle de energia (CA/CC, CC/CC, CC/CA) utilizando dispositivos de chaveamento em baixa, média ou alta potência e frequência. Alguns exemplos:

  • Eletropostos para recarga CA e/ou CC de veículos elétricos (lenta, semirrápida e rápida)
  • Sistemas de gestão e controle
  • Inversores e conversores
  • Sistema de gerenciamento de baterias (BMS)

Conformidade e regulamentação

Técnicas e métodos para avaliação de conformidade de produtos que visam o estabelecimento e atendimento de padrões de qualidade adequados para funcionamento, operação e uso. São exemplos: análise acústica, baterias, análise de vibração mecânica, conformidade de controladores de carga de baterias para sistemas fotovoltaicos. Conformidade com regulamentos e normas técnicas da ABNT, da Anatel e do Inmetro.

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