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Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11749
Tipo do documento: Dissertação
Título: Sistema de energia renovável para dessalinizacão de água
Título(s) alternativo(s): Renewable energy system for water dessalination
Autor: Vieira, Rodrigo Rodrigues 
Primeiro orientador: Bellar, Maria Dias
Primeiro membro da banca: Cunha, José Paulo Vilela Soares da
Segundo membro da banca: Oliveira, Tiago Roux de
Terceiro membro da banca: Watanabe, Edson Hirokazu
Resumo: 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.
Abstract: This work describes the development and analysis by digital simulations of a hybrid renewable energy system for feeding a small-sized desalination plant. The power renewable system must operate off the grid, and is based on wind turbine, solar panels and a bank of batteries. Based on a bibliographical research on several desalination methods, the reverse osmosis (RO) desalinator was chosen because it was considered the easiest commercial acquisition and the possibility of composing a low power system. The main elements in this process are a module with semipermeable membranes ("skid") and an induction type electric motor for the pumping of water under high pressure. Therefore, the power system is designed to meet the power demand of that engine. The performance of two hybrid system configurations that have been termed system topology 1 and 2 are analyzed. In both topologies the wind power converters are diode rectifier and DC-DC converter classic boost, the one for the photovoltaic solar array is a "boost"CC-CC converter, and a "buck-boost"converter manages the energy flow of the battery bank. This assembly forms the DC bus that feeds a three-level three-phase Neutral-Point Clamped (NPC) three-phase inverter. In the case of topology 2 the distinguishing point is the use of a voltage doubler that combines the two boost converters to form up the DC bus. This converter was developed by making a small modification to the classical topology of the quadrupler rectifier of Greinacher / Cockcroft-Walton. In each boost converter, a Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm was implemented. In the case of battery bank modeling, given the complexity of this theme observed in the researched literature, a simplified and specific model for the system operation regime is realized. The analyzes were performed by considering different situations at extreme limits of maximum and minimum wind and solar irradiation to meet specific conditions of load demand. The commercial program PSIM is used in carrying out all analyzes.
Palavras-chave: Electronic engineering
Solar-PV
Renewable Energy
Airgenerator
MPPT
Dessalination
Engenharia eletrônica
Painel Fotovoltaico
Energia Renovável
Aerogerador
Dessalinização
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
Citação: VIEIRA, Rodrigo Rodrigues. Sistema de energia renovável para dessalinizacão de água. 2018. 134 f. Dissertação (Mestrado em Redes de Telecomunicações; Sistemas Inteligentes e Automação) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11749
Data de defesa: 27-Fev-2018
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Eletrônica

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