Ufes desenvolve equipamento que contribui para otimizar rede elétrica

Uma pesquisa desenvolvida na Ufes propõe mudanças em um equipamento usado para aumentar a estabilidade e a eficiência da rede elétrica, proporcionando mais dinamismo ao sistema de distribuição de energia. Coordenada pelo professor Lucas Frizera Encarnação, do Laboratório de Eletrônica de Potência e Acionamento Elétrico (Lepac) da Ufes, a investigação propõe modificações no Transformador de Estado Sólido (TES),  um equipamento inovador, com múltiplas funções para a manutenção da qualidade da rede elétrica. “O diferencial do TES, em relação aos transformadores convencionais, é a sua capacidade de responder aos desvios da rede elétrica, como a queda de tensão, de maneira ativa”, afirma Encarnação.

Apesar de haver outros estudos que usam o Transformador de Estado Sólido para melhorar a estabilidade e a eficiência da distribuição na rede elétrica, este é o primeiro que simplifica o seu funcionamento em apenas dois estágios. “O TES, por padrão, tem três partes, sendo que uma delas tem outro transformador de alta frequência em seu interior. O que conseguimos fazer foi remover o estágio realizado por esse pequeno transformador, que além de elevar ou abaixar a tensão, tem a função de isolação galvânica”, detalha.

Parceria internacional

O estudo contou com a parceria da Universidade de Alcalá, da Espanha, sob a supervisão do professor Emílio José Bueno, e foi realizado como parte do Programa Institucional de Internacionalização (PrInt-Ufes), financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes). Dentro do PrInt, a pesquisa integra o Tema 3, intitulado O Ambiente Urbano de Hoje e de Amanhã: Desafios e Integração, que trata dos aspectos tecnológicos para a construção de cidades mais inteligentes, eficientes, resilientes e sustentáveis.

Unificação de teorias

Para chegar ao seu objetivo, Encarnação associou duas distintas teorias já bastante consolidadas no campo das Engenharias, a dos grafos e a do controle preditivo. “Ao retirar esse pequeno transformador de dentro de uma das partes, eu acabo por gerar curtos-circuitos no equipamento. Com a teoria de grafos,é possível mapear todas as possibilidades de ligações internas que esse conversor tem e identificar quais delas geram curto.” 

Encarnação explica que o mapeamento das possibilidades de curto está diretamente ligado a outro passo importante da pesquisa, o controle preditivo. “Após mapear o conversor, a teoria do controle preditivo ajuda a explorar as possibilidades do futuro. Se eu sei que, ao ativar aquela chave específica, gera um curto, como foi mapeado com a teoria dos grafos, então eu faço outro caminho para evitar esse problema. O controle preditivo consegue mapear os estágios futuros e burlar aquelas possibilidades que causariam curto na ligação”, afirma. A técnica do controle preditivo é on-line e, assim, é viável tomar decisões a cada instante, sempre escolhendo a melhor possibilidade de chaveamento futuro.

Estabilidade de rede

Em um transformador com dois estágios em vez de três, o custo de produção diminui e aumenta sua confiabilidade. “Para uma empresa que monitora uma rede elétrica, esse dispositivo consegue, por exemplo, filtrar os harmônicos, que são sinais periódicos diferentes da frequência base de 60 hertz – padrão nas redes elétricas do Brasil –, de maneira mais eficiente e ativa”, explica o professor. 

Já para os consumidores, o benefício vem na proteção contra queima e avarias em equipamentos domésticos, ao proporcionar uma rede elétrica livre de variações e desequilíbrios de tensão. Para garantir o melhor funcionamento da rede, Encarnação também sugere aos consumidores adquirir equipamentos com selo de eficiência energética de classificação A. 

Testes

A equipe da pesquisa já realizou testes em simuladores computacionais em tempo real. O próximo passo, segundo o professor, é a construção de um protótipo do Transformador de Estado Sólido com apenas dois estágios. As peças já foram compradas e a expectativa é de iniciar o processo de montagem. 

O apoio da Capes-PrInt foi essencial, aponta Encarnação. “Ao visitar a Universidade de Alcalá, que é uma instituição de renome e referência, pude ver no que os pesquisadores estavam trabalhando. Isso proporcionou uma assertividade maior no que eu precisava adquirir, em relação a equipamentos, para dar andamento no projeto. Essa parceria foi fundamental em todo o processo”, conta.

Publicado em 10.08.2022

Texto: Vitor Guerra - Bolsista em projeto de Comunicação

Imagem: Pix Here/Creative Commons