ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA - ELETRONICA BÁSICA E DE POTENCIA (NOTA 10)

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ELETRÔNICA BÁSICA E DE POTÊNCIA - D.20242.A 
 
Aline Moraes dos Santos 
01505167 
Engenharia Elétrica 
 
 
CASE: 
 
1. Para começar, leia o texto a seguir: 
 
Os sistemas de energia solar residencial são uma solução sustentável e eficiente 
para reduzir a dependência de fontes de energia não renováveis. Um componente 
crítico desses sistemas são os conversores de potência, que permitem a conversão e 
o gerenciamento eficiente da energia captada pelos painéis solares. Este estudo de 
caso foca na aplicação prática de diferentes tipos de conversores em um sistema de 
energia solar residencial. 
Descrição do Sistema e componentes Principais: 
 Painéis Solares Fotovoltaicos (PV): Captam a energia solar e a convertem 
em corrente contínua (CC). 
 Controlador de Carga: Regula a carga da bateria, protegendo contra 
sobrecargas e descargas excessivas. 
 Baterias: Armazenam a energia CC para uso posterior. 
 Inversor (CC-CA): Converte a energia CC das baterias para corrente 
alternada (CA), que pode ser utilizada pelos aparelhos domésticos. 
 Conversor CC-CC: Ajusta o nível de tensão CC entre diferentes componentes 
do sistema. 
Funcionamento do Sistema: 
1. Conversão Inicial (Painéis Solares e Controlador de Carga). 
Os painéis solares geram eletricidade em corrente contínua (CC) que varia conforme 
a intensidade da luz solar. O controlador de carga desempenha um papel vital aqui, 
garantindo que a tensão e a corrente fornecidas às baterias estejam dentro dos 
limites seguros. Um conversor CC-CC tipo buck é frequentemente usado para reduzir 
a tensão gerada pelos painéis solares ao nível apropriado para carregar as baterias. 
2. Armazenamento de Energia (Baterias) 
 
A energia regulada é armazenada nas baterias, permitindo o uso contínuo de 
eletricidade mesmo quando não há luz solar (por exemplo, à noite ou em dias 
nublados). 
3. Conversão para Uso Doméstico (Inversor CC-CA) 
A maioria dos aparelhos domésticos funciona com corrente alternada (CA). Portanto, 
um inversor CC-CA é usado para converter a energia CC armazenada nas baterias 
em CA. Para garantir a qualidade da energia fornecida, geralmente é utilizado um 
inversor de onda senoidal pura, que produz uma saída CA muito próxima da forma de 
onda senoidal ideal. 
2. Analisando o texto e/ou a situação detalhada acima, e diante do contexto 
exposto ao longo de nossa disciplina, elabore o seu texto dissertativo-
argumentativo e responda aos seguintes questionamentos: 
 Neste contexto, como se dá a instalação e a configuração do painel, sistema 
de armazenamento (banco de baterias) e inversor? 
 Existe na necessidade de utilização de conversor CC-CC no sistema de 
geração de energia solar? 
 Quais os principais desafios e soluções para o sistema de geração de energia 
solar com a eletrônica de potência? 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO: 
 
De acordo a NBR 16.690, o modulo fotovoltaico é uma unidade formada por um 
conjunto de células fotovoltaicas interligadas eletricamente e encapsuladas, com o 
objetivo de gerar energia. As células, são dispositivos semicondutores de silício 
dopado com fósforo e boro capazes de gerar energia através de um processo 
chamado de dopagem que faz com que uma camada da célula fique negativa (com 
sobra de elétrons) e outra positiva (com falta de elétrons). No sistema FV OFF-GRID 
(autônomo sem conexão com a RD elétrica); a instalação e configuração envolve 
várias etapas desde o dimensionamento do consumo até a instalação: 
Então, a energia que módulos fotovoltaicos geram é em corrente contínua. Em 
seguida, esta energia segue para um controlador de carga, regulando a tensão desta 
energia para a armazenar nas baterias. Em seguida, ao alimentar o banco de 
baterias, a energia chega ao inversor, conforme a necessidade do sistema ao qual 
está conectado. Logo, o inversor converte a energia que antes estava em corrente 
contínua (CC) é para corrente alternada (CA), possibilitando o uso da energia nos 
equipamentos do nosso dia a dia. 
O conversor CC-CC também chamados de Chopper, são conversores que recebem 
corrente contínua e liberam outra corrente contínua com amplitude maior ou menor. 
Pode ser considerado como o equivalente a um transformador CA com uma relação 
de espiras continuamente variável. É usado muitas vezes em controle de velocidade 
de motores CC, carregadores de bateria, aplicações veiculares, energias alternativas 
 
e etc. 
A potência instantânea dos módulos fotovoltaicos varia com a temperatura. Esse 
aumento de temperatura que leva à diminuição da tensão, automaticamente acarreta 
na diminuição no ponto de máxima potência. Ou seja, quando a temperatura 
aumenta diminui-se a potência, prejudicando a geração de energia. A maioria das 
pesquisas envolvendo energia solar são voltadas para melhorar o rendimento dos 
painéis solares, que ainda se encontra muito baixo e além melhorar o rendimento, há 
técnicas para encontrar o ponto máximo de potência (Maximum Power Point Tracking 
- MPPT). Essa técnica rastreia a tensão e a corrente máximas para se obter a 
máxima potência extraída do sol por um painel fotovoltaico. Mas para poder utilizar a 
energia gerada por painéis fotovoltaicos há necessidade sim da utilização de alguns 
conversores CC-CC que controlem a tensão CC gerada. A topologia do conversor 
CC-CC para aproveitamento fotovoltaico varia conforme a aplicação. 
Ainda existem muitos desafios na eletrônica de potência principalmente nos 
desenvolvimentos de conversores estáticos de energia elétrica, como os inversores 
de frequência, retificadores e conversores CC-CC. Estudos e tecnologia ainda estão 
caminhando para visar a máxima eficiência e qualidade nos processos de 
transformação da energia elétrica, ou seja, diminuir o número de perdas que ainda 
são muitas e também interferências nos processos de conversão de energia. Em 
contrapartida, já é possível usar tais equipamentos para a produção autônoma de 
energia promovendo a sustentabilidade através de fontes renováveis. 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
https://www.mundodaeletrica.com.br/eletronica-de-potencia-o-que-e/ 
 
https://energes.com.br/do-inicio-ao-fim-sistema-solar-fotovoltaico-off-grid/ 
 
https://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/14938/2/PB_COELT_2015_2_09.pdf 
 
https://secitec.luzerna.ifc.edu.br/wp-content/uploads/sites/30/2017/03/Conversor_CC-
CC_ZVS-PARA-APLICA%C3%87%C3%83O-EM-GERA%C3%87%C3%83O-
FOTOVOLTAICA-123.pdf 
 
https://sobraep.org.br/site/uploads/2018/07/rvol18no4p18.pdf