Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
Resumo
O crescente aumento da demanda mundial de energia elétrica, a escassez cada vez
maior das fontes convencionais de energia e a necessidade de redução dos impactos
ambientais contribuíram para o acentuado desenvolvimento de novas tecnologias baseadas em
fontes limpas e renováveis. Neste contexto, a energia eólica foi uma das tecnologias que mais
se desenvolveu nas últimas décadas. Esta fonte tem desempenhado importante papel no
avanço das fontes alternativas na matriz energética mundial, pois é uma tecnologia já
consolidada e viável economicamente. Acompanhando o desenvolvimento tecnológico das
fontes alternativas, o gerador de indução tem se destacado dentre as tecnologias de geradores
mais adequadas para sistemas isolados de geração de energia elétrica. Com esta motivação,
esta tese propõe uma nova configuração de conversão de energia eólica isolada, utilizando
turbinas de velocidade variável, na qual o gerador de indução é excitado eletronicamente por
meio de um compensador estático. Ainda mais, o gerador é associado a um filtro ativo shunt
para a compensação de cargas não-lineares e desbalanceadas e a um banco de baterias para
armazenamento de energia e estabilização do barramento cc, comum aos conversores. São
discutidos os principais problemas relacionados ao gerador de indução para esta aplicação
através da característica de magnetização e do seu modelo dinâmico, com as soluções
propostas para mitigar estes problemas. Os resultados práticos e de simulação obtidos
comprovam a efetividade da configuração de conversão de energia eólica proposta, mostrando
a capacidade de operação do gerador com carga variável e velocidade variável da turbina. Por
fim são apresentadas as principais conclusões e sugestões para trabalhos futuros na mesma
linha de pesquisa.