Topologia Reconfigurável para Sistemas Híbridos de Armazenamento de Energia Elétrica

• Autor(a) principal: Bárbara, João Luís Pinto
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/9910
• topic: Algoritmo-Swarm; Battery Management System (Bms); Controladores e Células; I2c; Topologia Reconfigurável; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

Atualmente, um dos grandes desafios deste século consiste na transição para um futuro de energia elétrica sustentável proveniente de fontes endógenas renováveis. Essa sustentabilidade exigirá mudanças, não apenas no modo como a energia elétrica é produzida e distribuída, mas também no modo como é usada. Como resultado, o setor da energia elétrica tem vindo a sofrer profundas transformações. Particularizando, o regime Português de auto consumidor permitiu que os clientes da rede elétrica de média e de baixa tensão possam ser produtores/consumidores de energia elétrica, contribuindo de forma ativa para uma maior eficiência energética. É neste contexto, onde se aposta na diversificação e na produção de energia através de fontes endógenas renováveis e numa maior participação do produtor/consumidor, que a complementaridade dos recursos renováveis (sistemas híbridos de energia elétrica), tal como os sistemas de armazenamento de energia elétrica (ESS), vão desempenhar um papel fundamental. Convencionalmente, células que compõem um ESS, encontram-se ligados de forma fixa ou dinâmica. As células configuradas por ligações fixas são incapazes de alterar a sua configuração em tempo real, o que leva à incapacidade de colmatar problemas de desequilíbrios e de remover qualquer célula do pack (bypass). Deste modo, uma tendência que tem vindo a surgir na literatura são as topologias reconfiguráveis. Estas, através do ajuste de switches em tempo real, i.e., ligações em série, ligações em paralelo, ligações híbridas e a possibilidade de executar o bypass de qualquer célula do pack, conferem a capacidade de equilibrar as células conforme as condições das mesmas. Assim, esta dissertação consiste em desenvolver uma topologia reconfigurável, desenvolvendo tanto a sua componente de software como de hardware. Após uma revisão bibliográfica de outras topologias reconfiguráveis existentes na literatura, é feita a descrição da topologia reconfigurável proposta. Esta consiste na implementação de apenas três switches por célula, capazes de estabelecer diversos tipos de ligações (série, paralelo, híbrido e bypass) e conferindo uma complexidade de implementação e de controlo reduzida, sem perda de flexibilidade. Neste seguimento, são apresentados o hardware desenvolvido e os algoritmos elaborados, tendo como propósito validar e comprovar a capacidade da topologia implementada em diminuir o tempo de carregamento e melhorar a sua eficiência comparativamente com outras metodologias de carregamento já existentes. Posteriormente, foi escolhido um algoritmo com o propósito de validar a topologia desenvolvida através de testes experimentais. Os resultados obtidos, a nível de simulações e a nível experimental, mostram o excelente desempenho da topologia indicada.