Autor: lepac

Coordenador: Jussara Farias Fardin

Descrição: O Laboratório de Eletrônica de Potência e Acionamento Elétrico (LEPAC) da UFES possui um protótipo de uma microrrede (MR) composta por módulos fotovoltaicos e gerador eólico. Propõe-se neste trabalho desenvolver um sistema de gerenciamento energético da MR combinando o uso de técnicas de Inteligência Artificial e Digital Twin. O modelo virtual do Digital Twin a ser implementado será capaz de representar fidedignamente um modelo real da MR, com a finalidade de poder aplicar algoritmos de otimização para o gerenciamento da energia da MR e mensurar seu desempenho do ponto de vista técnico, econômico e ambiental.

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Coordenador / José Leandro Félix Salles – Integrante / Cristina Engel Alvarez – Integrante / Rodrigo Fiorotti – Integrante / José J C S Santos – Integrante / Helder Roberto de Oliveira Rocha – Integrante / Marcia Helena Moreira Paiva – Integrante / Tiara Rodrigues Smarssaro de Freitas – Integrante / Caroline Tedesco Santos Passos – Integrante / Eduardo Lima Pereira – Integrante / Nildiane Carvalho Rohr – Integrante / Brunella Bermudes Prati Sant´Ana – Integrante / Elisa Pola Simonetti – Integrante / Sofía Pola Simonetti – Integrante.

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo – Auxílio financeiro.

Situação: Em andamento (2024 – Atual)

Coordenador: Walbermark Marques dos Santos

Descrição: A presente proposta consiste no desenvolvimento, projeto e implementação de conversores eletrônicos de potência para serem aplicados em veículos elétricos. Estes conversores podem ser utilizados para: o processamento de energia proveniente de fontes alternativas de energia (solar, eólica, células a combustível); para o acionamento do motor que traciona o veículo (que pode ser terrestre, aéreo, ou marítimo); para gerenciar o carregamento do sistema de acumulação de energia; ou para para carregar o sistema acumulador do veículo da rede convencional de energia ou suprir a energia excedente do veículo para a mesma, caso o veículo esteja sendo utilizado como uma fonte geradora distribuída. Desta maneira, o projeto visa o desenvolvimento de tecnologias, através da Eletrônica de Potência, para tratamento da energia elétrica existente em veículos com tração elétrica, observando os problemas teórico-práticos: do processamento de energia por fontes renováveis, do carregamento de baterias e/ou supercapacitores, do acionamento de motores elétricos para tração. Pretende-se desenvolver conversores, baseado na técnica de modulação PWM ou outras, operando em tempo real, que eficientizem toda a energia necessária ou gerada pelo veículo. Pretende-se, numa primeira etapa, apoiar o projeto SOLARES, já existente na UFES e posteriormente o setor industrial ligado à concepção e desenvolvimento de tecnologias inerentes ao contexto. Dentro dessa linha de atuação, o estudo dos seguintes itens é de fundamental importância para o sucesso do projeto: Avaliar os métodos de MPPT para sistemas fotovoltaicos e eólicos; Avaliar os métodos de gerenciamento de carga de sistemas de baterias e/ou supercapacitores; Estudar o comportamento dinâmico dos veículos elétricos; Estudar os tipos de motores e os conversores eletrônicos de potência mais adequados para a aplicação; Estudar topologias de conversores mais apropriadas para o carregamento do sistema de acumulação via rede de energia convencional.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) .

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Coordenador / Bartolomeu Ferreira dos Santos Júnior – Integrante / Denizar Cruz Martins – Integrante / Tatiana Saviato Macedo – Integrante / Vinicius Secchin de Melo – Integrante / Silvangela Lilian Da Silva Lima Barcelos – Integrante.

Situação: Em andamento (2017 – Atual)

Coordenador: Walbermark Marques dos Santos

Descrição: Atualmente a eletrônica de potência está inserida em quase todo processo produtivo ou bem de consumo da vida moderna. Conversores eletrônicos de baixa, média ou alta potência, podem ser encontrados desde aparelhos celulares, televisores, fontes de computadores, sistemas para acionamento de motores elétricos e até em grandes sistemas de transmissão e/ou geração de energia elétrica. Além da potência desses conversores, características como topologia, modulação, perdas, quantidade de níveis, quantidade de portas (entradas/saídas), tipos de acoplamento (forma de interligação principal entre fontes e cargas), são fatores que tornam um conversor mais ou menos adequado para ser utilizado em uma determinada situação. Retornando à história do avanço da eletrônica de potência, em meados dos anos 50, foi introduzido o conceito de transformador de estado sólido, ou em inglês SST (Solid State Transformer). Conceitualmente um SST é um equipamento, formado por um conjunto de semicondutores de alta potência, transformadores convencionais de média e/ou alta frequência e circuitos de controle, usado para favorecer um controle flexível no que diz respeito ao fluxo de potência para redes de distribuição de energia. O SST pode atuar nos níveis de tensão de uma rede em corrente alternada (ca), trabalhando como um ?transformador de tap variável? convencional, e também oferecer várias vantagens adicionais como: ? Bidirecionalidade de potência; ? Atuação ativa nas características de potência (tais como níveis de tensão e frequência); ? Contribuir para melhorar a qualidade da energia elétrica; ? Fornecer um roteamento eficiente de energia elétrica e auxiliar o blackstart do sistema; ? Ter capacidade de acomodar sistemas acumuladores de energia e servir como UPS.

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Coordenador / Bartolomeu Ferreira dos Santos Júnior – Integrante / Denizar Cruz Martins – Integrante / Silvangela Lilian Da Silva Lima Barcelos – Integrante / Lucas Frizera Encarnação – Integrante / Adriano Fazolo Nardoto – Integrante.

Situação: Em andamento (2017 – Atual)

Coordenador: Oureste Elias Batista

Descrição: Identificar e localizar faltas rápida e corretamente é uma das premissas para a operação econômica e confiável dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP). Assim a operação dos Sistemas de Proteção visa restabelecer o fornecimento de energia elétrica em tempo compatível com as exigências do conjunto de consumidores afetados pela interrupção ou a identificação de defeitos latentes que podem vir a comprometer a integridade do sistema e a segurança da população.A eficiência operacional no setor elétrico, no entanto, é um grande desafio, dadas as inúmeras modificações ocorridas nas últimas décadas. A disseminação de cargas sensíveis e não-lineares, a regulação criteriosa sobre qualidade de energia e, principalmente, a penetração de Geração Distribuída (GD) nos sistemas de distribuição demandam novos estudos para a readequação dos sistemas de controle, comunicação e proteção, a fim de realinhar a operação aos novos cenários. Estes fatos têm colaborado para o recente surgimento de novos conceitos de operação, como apontado nas discussões sobre as Redes Inteligentes (Smart Grids) e Microrredes (Microgrids), que remetem a um maior investimento em infraestrutura de suporte, principalmente na parte de telecomunicações.A utilização de IEDs (Intelligent Electronic Devices), como os relés digitais, e o vertiginoso processo de digitalização dos SEP no Brasil e ao redor do mundo abrem espaço para o desenvolvimento de soluções modernas e mitigação de problemas antes insolúveis. Nesta direção, este projeto de pesquisa se posiciona como difusor das práticas de Proteção Digital, bem como motivador para o desenvolvimento de técnicas avançadas e investigação de novos problemas. Sempre buscando ampliar a fronteira do conhecimento.

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Integrante / Oureste Elias Batista – Coordenador.

Situação: Concluído.

Coordenador: Jussara Farias Fardin

Descrição: Neste projeto serão identificadas fontes potenciais de energia elétrica, a partir do aproveitamento dos diversos processos que se desenvolvem na locomotiva, definindo o caráter híbrido da matriz energética da locomotiva. Também serão analisados sistemas de reutilização da energia, incluindo acumuladores de energia geometricamente adaptados a espaços livres das locomotivas e aplicadas técnicas de eficiência energética para garantir o correto aproveitamento da energia.

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Integrante / Augusto César Rueda Medina – Integrante / Jussara Farias Fardin – Coordenador / Vinicius Secchin de Melo – Integrante / Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante / Jose Luiz Borba – Integrante.

Situação: Concluído.

Coordenador: Antonio Carlos Gagno Junior

Descrição: Desenvolver um equipamento de baixo custo para monitoração on line de motores elétricos com acionamento direto e identificação de falhas através da assinatura de corrente.

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Integrante / Helder Roberto de Oliveira Rocha – Integrante / Jair Adriano Lima Silva – Integrante / Antonio Carlos Gagno Junior – Coordenador.

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo – Auxílio financeiro.

Situação: Concluído.

Coordenador: Walbermark Marques dos Santos

Descrição: Este projeto aborda o desenvolvimento de estratégias de controle preditivo baseado em modelo(MPC) e inércia virtual para aplicação em transformadores de estado sólido.

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Coordenador / Adriano Fazolo Nardoto – Integrante.

Situação: Em andamento (2023 – Atual)

Coordenador: Walbermark Marques dos Santos

Descrição: A difusão e aceitação dos veículos elétricos vem avançando em várias etapas, entre elas a confiança por parte do usuário. os conversores utilizados embarcados nos veiculos estão sujeitos a diversas condições de operação,como variação de temperaturas, alteração dos valores dos componentes, etc. Desta maneira este projeto visa desenvolver uma metodologia para projetar um conversor otimizado, considerando além das perdas e volume a variação dos componentes do mesmo.

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Coordenador / André Luiz Silva Crivellari – Integrante.

Situação: Em andamento (2023 – Atual)

Coordenador: Walbermark Marques dos Santos

Descrição: Inductive Power Transfer (IPT) systems are intended for applications like electric vehiclecharging. However, in these applications, precise alignment between transmitter and receivercoils can be difficult to achieve, often resulting in low coupling between the primary andsecondary coils. This misalignment reduces the power capacity and efficiency of the system.To address this issue, a three-primary, single-secondary configuration using the LCC-LCCcompensation topology is proposed to improve coupling and provide greater operationalflexibility. This setup offers robustness to misalignments and advantages such as enhancedmagnetic field precision, reduced peak current per coil, increased optimization potential,and reduced voltage and current stress on primary compensation components. However,the presence of three primaries introduces challenges related to identifying the optimalpower to be transferred by each primary.

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Coordenador / MACKLYSTER LANUCY SCHERRE STOFEL DE LACERDA – Integrante.

Situação: Em andamento (2023 – Atual)

Coordenador: Lucas Frizera Encarnação

Descrição: Com a modernização das redes de energia e a disseminação da geração distribuída, o controle da qualidade da energia elétrica tornou-se crucial. Os transformadores convencionais (LFT) são os principais elementos das redes elétricas, mas, embora robustos, são passivos e não contribuem para o controle da qualidade de energia (por exemplo, filtragem de harmônicas, controle de tensão). O transformador de estado sólido (SST) surge como uma alternativa multifuncional e eficiente, mas com custo elevado e menor confiabilidade. Propõe-se integrar ambas as tecnologias, inserindo o SST na baixa tensão do LFT, para regular a tensão, processar parte da potência, compensar reativos e mitigar harmônicos. A pesquisa visa analisar uma arquitetura de transformador de estado sólido híbrido (HSST) em topologia IPOS, avaliando sua operacionalidade e multifuncionalidade em condições adversas. A metodologia inclui uma revisão bibliográfica das arquiteturas de HSST e técnicas de controle, focando na aplicação do controle preditivo ao HSST para agregar multifunções com eficiência.

Integrantes: Walbermark Marques dos Santos – Integrante / Lucas Frizera Encarnação – Coordenador / Fádua Cozac Gonçalves Del Piero – Integrante.

Situação: Em andamento (2024 – Atual)