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Projeto Luz Para Todos

Eficiência Energética - UFJF

Fiorelo Ruback Cascardo Filho



Programa Luz Para Todos

Este programa tem como objetivo, até o ano de2008, promover o acesso à energia elétrica àtotalidade da população do meio rural brasileiro. Oprograma tem como meta atender cerca de 2,5milhões de famílias brasileiras residentes na árearural, beneficiando cerca de 12 milhões de

pessoas.



Prioridades estabelecidas pelo programa

Projetos de eletrificação rural, paralisados por falta derecursos, que atendam a comunidades e povoados rurais;

Municípios com Índice de Atendimento a Domicílios

inferior a 85%, calculado com base no Censo 2000; Municípios com Índice de Desenvolvimento Humano

inferior à média estadual; Comunidades atingidas por barragens de usinas

hidrelétricas ou por obras do sistema elétrico, cuja

responsabilidade não esteja definida para o executor doempreendimento;

Escolas públicas, postos de saúde e poços deabastecimento d'água;



Prioridades estabelecidas pelo programa

Projetos que enfoque o uso produtivo da energia elétricae que promova o desenvolvimento local integrado;

Assentamentos rurais;

Projetos para o desenvolvimento da agricultura familiar oude atividades de artesanato de base familiar;

Atendimento de pequenos e médios agricultores; Populações em áreas de Unidades de Conservação da

Natureza; Populações em áreas de uso específico de comunidades

especiais, tais como: minorias raciais, comunidadesremanescentes de quilombos e comunidadesextrativistas.



Agentes participantes

O Programa é coordenado pelo Ministério de Minas eEnergia (MME) e operacionalizado com a participação dasCentrais Elétricas Brasileiras S.A. (Eletrobrás).

Tem como agentes executores as concessionárias epermissionárias de distribuição de energia elétrica e ascooperativas de eletrificação rural, autorizadas pelaAgência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). ComissãoNacional de Universalização (CNU), o Comitê Gestor

Nacional (CGN), os Coordenadores Regionais, os ComitêsGestores Estaduais (CGE), os Agentes Luz para Todos eos Governos Estaduais.



CRITÉRIOS TÉCNICOS DE

ATENDIMENTO

O Programa contempla o atendimentodas demandas no meio rural, mediante uma

das três possibilidades:

1. Extensão de Redes de Distribuição;

2. Sistemas de Geração Descentralizada comRedes Isoladas;

3. Sistemas Individuais.



SISTEMAS DE GERAÇÃO

INDIVIDUAIS

I - Hidroeletricidade;II - Solar Fotovoltaica;III - Energia Eólica;IV - Biomassa;V - Gerador diesel;VI – Sistemas Híbridos, resultantes da

combinação de duas ou mais das seguintesfontes primárias: solar, eólica, biomassa,hídrica e/ou diesel.



Problemas

Em algumas localidades,devido a inexistência de linhas detransmissão, subestação e sistemasde distribuição, o preço do KWh

seria inviável.Uma das soluções paraesses casos seria a implementaçãode sistemas fotovoltaicosresidenciais.



Instalação Fotovoltaica Residencial

Assim funciona a instalaçãoFotovoltaica Residencial

1. Módulo Fotovoltaico2. Controlador de Carga3. Baterias4. Conversor CC-CA (Inversor)5. Iluminação



Custo

Aparelho Custo (unidade) Custo total

6 placas Fotovoltaicas

45Watts

R$ 675,00 R$ 4050,00

1 baterias ácido-chumbo12volts / 130Ah

R$ 301,00 R$ 301,00

Controladores de carga15A

R$ 295,00 R$ 295,00

InversorHB280 -0,4 KW

R$ 730,00 R$ 730,00

Total R$ 5376,00



Proposta

1. Reduzir o Preço do KWhdo sistema Fotovoltaico.

2. Com isso o preço do KWh a baseda luz solar torna mais atrativo e a carga

do sistema elétrico poderia ser aliviada.

3. A proposta é apresentada a seguir, podendo ser aproveitadaem diversas outras aplicações.



Conversor CC-CA

Análise Construtiva



Conversor CC-CA

Uma alternativa para inverter o sentidoda corrente é modificar a polaridade da

fonte CC.



Conversor CC-CA

Porém, em alta velocidade, este métodoé ineficaz.



Conversor CC-CA

Existe uma topologia, conhecida comoponte H, capaz de controlar o sentido da

corrente.



Conversor CC-CA

Fechando as chaves J1 e J2 através deum microcontrolador, estaremos permitindo

um fluxo de corrente em um sentido.



Conversor CC-CA

Para inverter o sentido da corrente bastaabrir as chaves J1 e J2 e depois fechar J3 e

J4.



Conversor CC-CA


J4.



Conversor CC-CA

Vamos discutir rapidamente o dispositivoutilizado como chave. O relé é uma chave

eletro-mecânica, ou seja, uma chaveacionada por grandezas elétricas.



Conversor CC-CA

Os problemas são: São lentos (cerda de 4ms na comutação).

Necessitam de amplificador de tensão/corrente paraserem comandados por um microcontrolador.

Apresentam defeitosrapidamente ( 20.000comutações ).



Conversor CC-CA

Um transistor também pode ser utilizadopara trabalhar como chave ( trabalhando no

corte e na saturação ).



Conversor CC-CA

A corrente no coletor é igual a bIb onde b geralmente é muito alto. Porém, existe um

ponto onde podemos aumentar a corrente debase Ib sem que Ic altere.



Conversor CC-CA

Repare que caso Ib igual a 0, o transistorfunciona como uma chave aberta. Caso não

seja um valor muito baixo, o semi-condutorfunciona como uma chave fechada.



Conversor CC-CA

Uma ultima observação importante équanto a polaridade do componente.



Conversor CC-CA

Para que o componente se comporteconforme explicamos, é necessário uma

tensão de polarização entre a base e oemissor.



Conversor CC-CA

Vamos começar a montar nossoconversor substituindo as chaves.



Conversor CC-CA

Observe a polaridade nos transistoresquando uma das portas (A ou B) passa debaixo (0V) para alto (+5V).



Conversor CC-CA

Precisamos de um Driver para resolver oproblema. Não é o intuito deste textoexplicar o Driver, e sim, mostrar a

necessidade.



Conversor CC-CA

Os transistores, trabalhando comochave, são capazes de formar apenas

ondas quadradas.



Conversor CC-CA

No espectro da frequência, a forma deonda contém uma senoide na fundamental

além da soma de infinitos harmônicos.



Conversor CC-CA

Antes de pensar em filtrar, vamosmelhorar a saída. Existe uma técnica

chamada de PWM (modulação por largurade pulso) capaz de modificar o valor eficazde uma fonte.



Conversor CC-CA

Podemos utilizar um sinal pulsado paravariar o valor eficaz.



Conversor CC-CA

Portanto, é possível uma forma de ondaquadrada com o valor eficaz semelhante à

de uma senoide.



Conversor CC-CA

O valor das larguras de pulso é obtidopela comparação entre uma onda senoidal

e uma triangular (chamada de portadora).



Conversor CC-CA



Conversor CC-CA

A amplitude da tensão de saída podeser ajustado pela amplitude da onda

senoidal de referência.



Conversor CC-CA

Antes de abordar a realimentação,vamos analisar a forma de onda na saída.



Conversor CC-CA

Repare no espectro da frequência que,caso necessário, podemos filtrar os

harmônicos obtendo um fonte senoidal.



Conversor CC-CA



Conversor CC-CA

Valores Estimados

Valor de Entrada : 19,5Vcc

Valor de Saída (RMS) : 120Vac

Potência : 5,5A x 18V = 99W

Custo : 70 Reais



Conversor CC-CA

Com algumas modificações,como dobrar a tesão de entrada e

colocar dois FETs em paralelo, épossível um aparelho de 0,4kW.



Conversor CC-CA

Valores Estimados

Valor de Entrada : 39Vcc

Valor de Saída (RMS) : 120Vac

Potência : 11A x 37,5V = 412W

Custo : 78 Reais



Conclusão

O sistema fotovoltaico é uma dasalternativas para facilitar o acesso à energiaelétrica por todos os brasileiros.



Conclusão

Conseguir manter o homem do campona sua região, além de reduzir a violêncianos grandes centros, aumenta aimportância econômica das localidadesfortalecendo o país.

Ao viabilizar o acesso à energia elétrica, o LPTfavorece a permanência das famílias no campo,melhorando a qualidade de vida.

Com a chegada da energia as famílias adquirem

eletrodomésticos e equipamentos rurais elétricos, oque permite o aumento da renda, a melhoria dosaneamento básico, da saúde e da educação,fortalecendo o capital social dessas comunidades.



Conclusão

E o mais importante, proporcionamelhor qualidade de vida para todos.

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