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Abstract(s)
A sustentabilidade energética tem um papel de extrema importância no nosso mundo e na atual geração populacional, sendo uma forma de nos fazer capazes de usar os recursos naturais presentes, sem sacrificar estes mesmos recursos naturais no futuro. Sustentabilidade energética é uma forma de usar a energia para satisfazer as necessidades atuais, mas de modo a não comprometer as demandas de energia, como um todo, nas gerações futuras.
Neste intuito, o trabalho consiste na implementação, em laboratório, de uma plataforma de emulação de sistemas Pico-hídricos com vista a testar a integração de inversores fotovoltaicos convencionais, visando fazer a sua instalação no Centro Aquícola de Castrelos, num regime de auto-consumo com uma potência de, aproximadamente, 1 kW. A plataforma será baseada na integração de um motor de indução, um variador de frequência convencional, um Gerador Síncrono de ímanes permanentes (GSIP) e um inversor fotovoltaico.
A plataforma foi desenvolvida com o objetivo de emular um sistema Pico-hídrico que trabalhe em regime de velocidade variável. Isto é possível através da integração do inversor fotovoltaico, que irá desacoplar o gerador da rede, permitindo assim que o gerador rode a uma velocidade diferente da nominal. Assim a entrega de potência à rede é feita através do inversor, garantindo todas as condições de qualidade e segurança.
Assim foi feito um estudo, sobre a Energia Hídrica, onde dá-se destaque às Pico-hídricas, falando das suas principais opções tecnológicas, com especial atenção às turbinas e geradores usados neste tipo de aproveitamentos. Foi introduzido também o conceito de velocidade variável em aproveitamentos hidroelétricos. Assim, de forma a garantir a integração do gerador com o inversor fotovoltaico foi preciso fazer a caracterização do gerador, com uma série de ensaios, que têm por objetivo encontrar os parâmetros nominais do gerador e fazer a sua chapa de características.
Nesta Dissertação é dada especial atenção aos ensaios realizados no laboratório, com vista a caracterizar o gerador e a viabilizar a utilização deste tipo de sistemas, bem como a estimação do potencial hídrico e a seleção da turbina para a instalação no caso prático. O objetivo é produzir energia elétrica por vias alternativas, reduzindo assim a fatura energética da instalação e conciliando o estudo de um novo sistema de aproveitamento de energia hídricas.
Energy sustainability has an important role in our world and in the actual energy generation, because it’s the only way to make us able to use the natural resources without sacrificing these same natural resources in the future. Energy sustainability is a way to use the energy to meet the current needs, but without compromising the energy demands, as a whole, for the future generations. To this end, this paper studies the implementation in the laboratory of an emulation platform for pico-hydric systems to test the integration of conventional photovoltaic inverters, in order to make its installation in the Aquaculture Centre of Castrelos in a micro system generation with a power of about 1 kW. The platform is based on the integration of an induction motor, a conventional frequency inverter, a permanent magnet synchronous generator and a photovoltaic inverter. It has been made a study on the Hydropower, more specifically on the Pico-Hydric systems, studying its main technologies, with special attention to the turbines and generators used in this type of systems. It was also introduced the concept of variable speed in hydroelectric systems. To ensure the integration of the generator with the photovoltaic inverter it was necessary to characterize the generator, with a set of tests, which aims to find the nominal generator parameters. In this thesis it was given special attention to the tests performed in the laboratory in order to characterize the generator and to enable the use of this type of system and the estimation of water potential and turbine selection for installation in the practical case, with the objective to produce electricity by alternative ways, aiming at reducing the energy bill of the installation, combined with the study of a new hydroelectric power drive system.
Energy sustainability has an important role in our world and in the actual energy generation, because it’s the only way to make us able to use the natural resources without sacrificing these same natural resources in the future. Energy sustainability is a way to use the energy to meet the current needs, but without compromising the energy demands, as a whole, for the future generations. To this end, this paper studies the implementation in the laboratory of an emulation platform for pico-hydric systems to test the integration of conventional photovoltaic inverters, in order to make its installation in the Aquaculture Centre of Castrelos in a micro system generation with a power of about 1 kW. The platform is based on the integration of an induction motor, a conventional frequency inverter, a permanent magnet synchronous generator and a photovoltaic inverter. It has been made a study on the Hydropower, more specifically on the Pico-Hydric systems, studying its main technologies, with special attention to the turbines and generators used in this type of systems. It was also introduced the concept of variable speed in hydroelectric systems. To ensure the integration of the generator with the photovoltaic inverter it was necessary to characterize the generator, with a set of tests, which aims to find the nominal generator parameters. In this thesis it was given special attention to the tests performed in the laboratory in order to characterize the generator and to enable the use of this type of system and the estimation of water potential and turbine selection for installation in the practical case, with the objective to produce electricity by alternative ways, aiming at reducing the energy bill of the installation, combined with the study of a new hydroelectric power drive system.
Description
Keywords
Energias renováveis Energia pico-hídrica Energia hídrica Crossflow Geração distribuída Eletrificação rural