inversor monofÁsico sistemas isolados
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INVERSOR MONOFÁSICO SISTEMAS ISOLADOS.TRANSCRIPT
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UNIVERSIDADE PAULISTA
INSTITUTO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
ENGENHARIA ELTRICA
ALLYELSON THEALLES TEIXEIRA
EDUARDO OLIVEIRA DE JESUS
JONATAN PIMENTEL DE CAMARGO
ROGERIO POLTRONIERI DE SOUSA
INVERSOR MONOFASICO SISTEMAS ISOLADOS
Campinas SP
20131
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INVERSOR MONOFASICO SISTEMAS ISOLADOS
Monografia apresentada Universidade
Paulista campus Swift como requisito parcial
obteno do ttulo de bacharel em Engenharia
Eltrica
Orientadores:
Prof. Dr. Daniel Moutinho Pataca
Prof. Ms. Winston F. De Lima Gonalves
Campinas SP
2013
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UNIVERSIDADE PAULISTA
INSTITUTO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
ENGENHARIA ELTRICA
INVERSOR MONOFASICO SISTEMAS ISOLADOS
Monografia aprovada em ____/____/____ para obteno do ttulo de Bacharel em Engenharia
Eltrica.
Banca Examinadora:
_______________________________________
Prof. Dr. Daniel Moutinho Pataca
_______________________________________
Professor Marcos A. N. Guimares
_______________________________________
Professor Convidado:
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AGRADECIMENTOS
A Deus, pai de todas as horas que nos suportou em
todos os momentos, difceis ou no.
Aos nossos familiares, pilares de nossas estruturas,
que nos alimentaram com todo o apoio possvel.
Ao corpo docente e discente, que juntos fizeram
parte de toda nossa histria acadmica e
profissional.
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RESUMO
Tomando como base os pilares do desenvolvimento e evoluo de
sistemas de distribuio de energia eltrica, o inversor utilizado neste sistema aqui
desenvolvido e definido de acordo com todos os aspectos sociais, polticos e
econmicos em questo.
O foco principal a gerao de energia a partir de clulas fotovoltaicas , a
fim de ter uma fonte de gerao de eletricidade, 127V 60Hz , de fcil acesso.
Durante todo o estudo, desenvolvimento e maturao da idia, o foco foi visar
simplificar o conversor, buscando um produto que seja confivel , durvel e de fcil
acesso - de baixo custo - a todos aqueles que dificilmente teriam acesso energia
eltrica em suas casas.
O conversor tambm dispoe de sistemas de controle simples , para que
tenhamos o resultado final como esperado.
Como discutido e validado usando o prottipo, claro que uma vez que
existem investimentos em mente, na verdade o conceito de gerao de energia
eltrica por meio fotovoltaicos pode, e deve, expandir. Tambm verdade que
qualquer expanso do mercado, so geradas mudanas nos fatores de questes
de compra, fabricao e venda de produtos.
Palavras chave: Iversores, custos, desenvolvimento, clulas fotovoltaicas, sustentabilidade.
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ABSTRACT
Taking as a base of the pillars of the development and evolution of electric
power distribution systems, inverters used in this system here are developed and
defined in accordance with all the social , political and economic aspects in
question.
The main focus is the generation of energy from the photovoltaic cells in
order to have a source of electricity generation, 127v 60Hz, for easy access .
Throughout the study , development and maturation of the idea was the focus
aimed at simplifying the converter, seeking a product that is both reliable , durable
and easy to access time - low cost - to all who are in touch with the technology of
power distribution.
The converter is also available of simple control systems, so that we have
the final result as expected .
As discussed out and validated using the prototype, it is clear that since
there are investments in mind, indeed the concept of generating electricity by
photovoltaic means can expand. Also its true that any expansion of the market ,
changes in factors issues purchasing , manufacturing and retailing of products .
Palavras chave: Inverters, costs, development, photovoltaica cells, susteintability.
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LISTA DE ABREVIATURAS
Prodeem - Programa de Desenvolvimento Energtico dos Estados e Municpios
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica
MPPT - Maximum Power Point Tracking
SPWM - Synchronized Pulse-Width Modulation
ANEEL - Agncia Nacional de Energia Eltrica
PWM - Pulse Width Modulation
CPFL - Companhia Paulista de Fora e Luz
IPEA - Instituto de Pesquisa Econmica Aplicada
PIB - Produto Interno Bruto
BNDES - Banco Nacional de Desenvolvimento Econmico e Social
FINEP Financiadora de Estudos e Projetos
PNER - Programa Nacional de Eletrificao Rural
LPT - Luz para Todos
SIGFIs - sistemas Individuais de Gerao de Energia com Fontes Alternativas
MIGDI - Microssistema Isolado de Gerao e Distribuio de Energia Eltrica
QFD - Quality Function Deployment
PVC - Policloreto de Vinila
IGBT - Insulated-gate bipolar transistor
MOSFET - MetalOxideSemiconductor Field-Effect Transistor
BJT - Bipolar Junction Transistor
IPTU - Imposto predial territorial urbano
TJLP - taxa de Juros de Longo Prazo
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SUMRIO
INTRODUO ........................................................................................................................10
1. HISTORICO DO PROJETO ............................................................................................12
2. Planejamento de Mercado do Produto..........................................................................14
2.1. Identificao das necessidades dos consumidores ..........................................15
2.2. Gerao e definio do conceito........................................................................17
2.3. Estudo de Mercado.............................................................................................19
2.3.1 Instrumentos para o estudo de Mercado ......................................................24
2.3.2 Fatores evolutivos de Mercado .....................................................................24
2.4. Vantagens Competitivas.....................................................................................26
2.4.1 Fatores Ganhadores de Pedido ....................................................................27
2.4.2 Fatores Qualificadores ..................................................................................29
2.5. Previso de Demanda ........................................................................................30
2.6. Introduo do produto no mercado ....................................................................31
2.6.1 Estratgias de comercializao ....................................................................31
3. Projeto do Produto ................................................................................................32
3.1. Desenvolvimento do Produto .............................................................................32
3.1.1 Parte Estrutural..............................................................................................38
3.1.2 Parte de controle e elevao de tenso CC-CC ..........................................41
3.1.3 Parte de converso e controle de CC em CA ..............................................43
3.2. Caractersticas tcnicas .....................................................................................43
3.2.1 Matriz l - Exigncias do Consumidor / Caractersticas do Projeto ..............44
3.2.2 Matriz 2 - Caractersticas do projeto / Caractersticas dos Componentes ..45
3.3. Tecnologia do Produto .......................................................................................46
3.3.1 Controle MPPT ..............................................................................................46
3.3.2 Etapa elevadora conversor CC-CC (boost) ..............................................47
3.3.3 Modo de comutao monofsica atravs de transistores IGBTs ................50
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3.3.4 Controle SPWM .............................................................................................51
3.4. Materiais utilizados .............................................................................................52
4.2 Necessidades de financiamento ......................................................................55
4.3 Custos totais de fabricao ..............................................................................56
4.4 Avaliao financeira .........................................................................................57
4.5 Anlise de sensibilidade ...................................................................................61
5. O PRODUTO ......................................................................................................................62
5.1 APRESENTAO DO PRODUTO ..............................................................................62
5.2 O CRONOGRAMA DE DESENVOLVIMENTO ........................................................63
5.3 DESCRIO DOS SEUS COMPONENTES E TAMBM O PORQUE DE SUA ESCOLHA ..................................................................................................................63
5.3.1 ETAPA STEP UP BOOST ............................................................................63
5.3.2 CONTROLE MPPT .......................................................................................67
5.3.3 PONTE IGBTs ...............................................................................................68
5.3.4 Dissipador de calor........................................................................................69
5.4.5 CONTROLE SPWM ......................................................................................73
5.4.6 APRESENTAO DE SEU FUNCIONAMENTO COMO TAMBM SUA DESCRIO TCNICA .........................................................................................76
6. CONCLUSO .....................................................................................................................81
6.1 DISCUSSES .....................................................................................................92
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INTRODUO
Em 2010 o censo do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica (IBGE)
indicou que mais 716 mil famlias ainda viviam sem energia eltrica no Brasil, sendo
ainda que o fornecimento de energia eltrica ainda no atinge 2.749.243 habitantes
do Pas. Desse total, 396.294 pessoas esto nas cidades e 2.352.949 moram na
zona rural, segundo os nmeros do Censo de 2010.
Conforme apontado pelo censo, as maiorias dos habitantes que no
possuem energia eltrica esto na zona rural, desse modo, os custos e as
dificuldades para montagem das linhas de transmisso para as distribuidoras so
caros e o tempo para atender as necessidades dessas famlias depende do tempo
que as linhas de transmisso so construdas.
Para levar energia por meio de linhas de transmisso distribudas, muitas
vezes preciso atravessar florestas e rios, carregando postes, fios e
transformadores no lombo de burros, em canoas ou at mesmo em helicpteros,
passando cabos por baixo de gua nos rios mares.
At agora, com o programa "Luz para Todos" que foi lanado em novembro
de 2003 com o desafio de acabar com a excluso eltrica no pas, a meta era levar
energia eltrica para mais de 10 milhes de pessoas do meio rural at o ano de
2008, tendo sido atingida em maio de 2009 e, em agosto de 2013, j somam se mais
de 3 milhes de famlias em todos os Estados do Brasil, beneficiando cerca de 14,9
milhes de brasileiros, moradores da zona rural.
O Pas investiu mais de R$ 20 bilhes nessa iniciativa, destacou a
Presidente Dilma Rousseff na edio desta segunda-feira, 18 de 2013 no programa
semanal de rdio "Caf com a Presidenta" (http://cafe.ebc.com.br) apontando que j
foram instalados 88 quilmetros de cabos subaquticos, em rios e mares.
Em locais onde no h como estruturar uma rede eltrica com postes, as
empresas estaduais de energia montam sistemas que aliam energia solar e energia
elica. "No caso desses dois sistemas no darem conta de gerar toda a energia que
a comunidade precisa, ela complementada por geradores a diesel", destacou. No
interior do Amazonas, citou Dilma, foi montado um sistema de 12 miniusinas de
energia solar para garantir luz eltrica a 220 famlias nos municpios de Novo Airo,
Eirunep, Barcelos, Autazes, Maus e Beruri. 10
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A proposta deste trabalho o qual apresentamos um projeto de inversor
monofsico, de baixo custo para uso residencial, com nfase nas funes de
gerao fotovoltaicas no conectadas a rede eltrica e conectados a bancos de
baterias, eliminando os custos e as dificuldades para construir as linhas de
transmisso, responsveis por levar e as miniusinas responsveis em gerar energia
eltrica para as famlias mais distantes onde o programa "Luz para Todos" ainda no
chegou.
Como os sistemas de gerao sero conectados a bancos de baterias,
estes iram suprir a falta de energia eltrica no perodo noturno, possibilitando
melhores condies de vida para todas as famlias atendidas, podendo ser aplicadas
tambm em postos de sade, escolas e creches.
Para alcanar estes objetivos, a monografia foi dividida em estudar por
etapas a construo do inversor que resume se em elevao e controle de tenso
VCC para VCA, e as formas de conexo dos painis de gerao fotovoltaicas e os
bancos de baterias, responsveis por fornecer a tenso contnua que ser
convertida em tenso alternada.
O inversor fora projetado para potncias de 5KW em 127VCA em 60HZ,
potncia que ir possibilitar ligar um resfriador de leite, bomba de gua, uma
geladeira ou um freezer, por exemplo. Os testes realizados em laboratrio,
conseguimos uma excelente estabilizao eltrica e segura do iversor monofsico
para alimentao dos equipamentos eltricos residncias, todos os testes e ensaios
esto apresentados detalhadamente ao longo do projeto.
A primeira etapa da construo do inversor o controle de tenso de um
circuito CC-CC, a tenso eltrica VCC fornecida pela placas de gerao
fotovoltaica durante o dia e o banco de baterias durante o perodo noturno, fixa em
120VCC. O inversor aumenta a tenso continua de entrada, para uma sada fixa em
127VCA em 60HZ que ir alimentar os equipamentos eltricos. Para cada etapa
desse processo de inverso de tenso e freqncia, foram usados controles MPPT e
SPWM.
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1. HISTORICO DO PROJETO
Com o crescente incentivo por parte do governo Brasileiro, os
investimentos recentes ao uso das energias renovveis e a distribuio de energia
eltrica no Brasil, o foco deste trabalho d nfase energia fotovoltaica. Nos painis
fotovoltaicos, a energia convertida diretamente em corrente continua CC, assim
como ser a tenso fornecida pelos bancos de baterias.
Para seu uso em aparelhos domsticos, como televises, geladeiras,
fornos de microondas, computadores, chuveiros, dentre outros, necessrio que a
mesma seja convertida em tenso e freqncia adequada, segundo o padro dos
aparelhos no Brasil. O padro 127V 60HZ ou 220V 60HZ.
A necessidade desta tecnologia deve crescer no Brasil, e visando o
mercado residencial, ao invs do mercado industrial com o caso da maior parte
dos inversores no mercado, que o seguinte trabalho a ser descrito se embasa.
No caso de implantao de sistemas de energias alternativos para o setor
industrial, podemos citar, tambm o elevado custo que o aparelho possui na
implementao, os sistemas de gerao de energias alternativas so ainda de custo
elevados e a aquisio do inversor um item que faz parte no peso deste custo.
Somando-se a capacidade hidroeltrica, elica e fotovoltaica pode-se
calcular um potencial de gerao de cerca de 600GW de energia eltrica no Brasil
(VILLALVA), somente com fontes renovveis e limpas, pois, a energia hidroeltrica
uma fonte renovvel.
Como j citado, atualmente no Brasil existe o uso de gerao fotovoltaica
estimulada pelo governo no programa Luz para todos, em locais onde no existem
redes eltricas, a utilizao de sistemas isolados de gerao eltrica dever ter um
salto, principalmente com a recente aprovao pela Agncia Nacional de Energia
Eltrica (ANEEL) visando a microgerao e minigerao com sistemas de
distribuio conectados a rede eltrica dentre outros.
Inicialmente, os inversores de freqncia eram chamados cicloconversores,
eram usados no controle de freqncia, principalmente nos acionamentos de
maquinas.
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Um cicloconversor um variador de freqncia direto, que converte
energia CA de uma freqncia, em energia de corrent alternada em outra
freqncia, atravs de converso alternada - alternada, sem estagio de converso
intermedirio. No entanto os cicloconversores contem em sua tenso de sada um
contedo elevado de distores harmnicas.
Motivo o qual est agora disposto no seguinte trabalho, apontando as
necessidades futuras de se obter um sistema, com nveis cada vez menores de
harmnicos na tenso de sada.
Vale ressaltar que o inversor parte que pesa na hora da instalao de um
sistema de gerao de energia no convencional. Tendo em vista a reduo deste
custo, o presente trabalho apresenta um modelo de inversor para uso residencial, o
qual leva em conta a carga media de uma residncia comum, presente motivao
deste trabalho.
O desenvolvimento de algumas partes do trabalho e produto sero
inicialmente simulados no software Multisim, da National Instruments NI, o qual
permite uma simulao terica de acordo com a abordagem matemtica para
sistemas de potncia.
O software da National Instruments uma ferramenta poderosssima, o
qual permitir a montagem e simulao de varias partes do projeto.
Com a facilidade de um banco de componentes vasto, aliado a
instrumentos de medio e analise como medio de forma de onda de sada,
amplitude da tenso de sada, harmnicos, valor de freqncia de sada, dentre
outros.
Os inversores so compostos por dispositivos de disparos, ou transistores
lgica de controle, como o gerador de pulsos PWM comum, modulao por largura
de pulso nico, modulao por largura de pulso mltiplo, modulao por largura de
pulso senoidal, modulao por largura de pulso senoidal modificada, controle por
deslocamento de fase, dentre outras. Para elevao de tenso nos inversores pode-
se usar uma etapa elevadora Continua-Continua step up.
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Para inversores com aplicaes em energia fotovoltaica uma etapa
associada fase CC-CC deve conter um circuito MPPT o qual usado para manter
o Maximo ponto de transferncia de potencia da tenso de entrava para a carga.
Todos este circuitos citados sero descritos detalhadamente ao longo do
projeto.
2. Planejamento de Mercado do Produto
Pelos estudos realizados, podemos entender a escalada contempornea
que os sistemas de gerao fotovoltaica chegam ao Brasil. A tecnologia fotovoltaica,
uma das fontes energticas mais versteis que se tem conhecimento, podendo ser
instalada em plantas solares de centenas de megawatts, fornecendo eletricidade
cidades inteiras, ou em microssistemas residenciais, comerciais e industriais
conectados rede de distribuio ou isolados, sendo uma fonte auxiliar nos horrios
de maior demanda.
O Brasil vem investindo em diversos projetos de usinas solares, algumas
centrais de gerao esto sendo montadas para futura implementao no norte, no
nordeste e no interior do Amazonas. Na regio de Campinas/SP encontra se no
Bairro do tanquinho, uma central de gerao fotovoltaica financiada pela CPFL
Energia.
Tambm ocorrem vrios incentivos para investimentos em sistemas
conhecidos como fontes alternativas de gerao de energia, as Micros e
Minigerao para indstrias e sistemas de gerao de energia residencial, onde pela
escassez dos recursos de gerao em nosso pais e pelos tipos de gerao que
temos, faz o pas ficar dependente das condies climticas para garantir a potencia
gerada, uma vez que os tipos de gerao de maior potencia que temos a
hidrulica provenientes das usinas hidroeltricas e elicas, recm instaladas na
regio norte do pais e esto em processo de start up. As termoeltricas e nucleares
so caras para serem ativadas alm dos riscos que envolvem as usinas nucleares, a
ativao dessas usinas ocorrem quando h risco de apages.
Desse modo, nosso pblico alvo a aplicao e a utilizao em lugares
remotos, onde invivel a construo de um sistema de linhas de transmisso e de
distribuio eltrica ou o transporte de geradores de energia, tambm temos o foco
nas Micros usinas de gerao fotovoltaica isoladas, conhecidas como 14
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microssistemas residenciais no conectadas a rede eltrica utilizando um banco de
baterias auxiliar para consumo noturno.
2.1. Identificao das necessidades dos consumidores
Quando se fala em energia eltrica, basicamente trata se de um tema que
se mostra como uma dependncia direta de tudo e de todos, principalmente neste
momento, em que o atual estilo de vida, de certa forma imposta pelos moldes
sociais, econmicos e culturais, se resume no uso de tecnologias, modernizao,
automao.
As tratativas com negociaes e aceitao do mercado, quando se fala em
energia, so praticamente pr aceitas por todo e qualquer mercado que tenha
condies, seja financeira e de estrutura. Produtos tecnolgicos surgem em uma
escala cada vez maior acompanhadas de novas modernizaes, porm uma coisa
fato, para que tudo isto funcione, necessrio o uso de energia.
A energia, considerando se o todo e o contexto do que energia, ou seja,
energia eltrica, energia do petrleo, gs natural, carvo, biomassa, dentre outras,
varia em curvas aproximadas oscilao do PIB (produto interno bruto). Fala se em
todos os tipos de energia, porque muitas vezes um produto, como o caso dos
automveis, pode ser movido por mais de um tipo de energia. Claro que se a energia
obtida por meio do uso da gasolina, por exemplo, um derivado do petrleo, pode ser
utilizada em um automvel, da mesma forma que a energia eltrica tambm pode
ser utilizada, h e deve sempre existir uma base de comparao para com o uso
destas.
Este aspecto foi estudado e apresentado pela ANEEL (agncia nacional de
energia eltrica). Logo abaixo, no grfico figura 2.0, evidente que o brasileiro
aumenta e diminui seus gastos, de acordo com a sua viabilidade econmica. Talvez
para muitos seja algo lgico, contudo interessante observar que os aspectos
econmicos do pas como um todo, afeta puramente o estilo de vida e o dia a dia da
populao.
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Figura 2.1.1 - Variao do PIB e variao do consumo de energia (1998 - 2007),
Fonte: IPEA, BP 2008.
Da mesma maneira que este estudo sobre a variao do produto interno
bruto do pas interfere no modo como a populao faz uso da energia, o nvel de
desenvolvimento do pas tambm um fator altamente determinante sobre o tema.
O Brasil um pas que apresenta um consumo generoso de energia, como
pode ser visto no grfico acima, no entanto o Brasil est muito longe de se aproximar
ao consumo dos pases que so conhecidos como pases desenvolvidos, ou ainda,
pases de primeiro mundo.
Um exemplo devastador que aqui pode ser tomado como base
comparativa, o dos Estados Unidos, sendo hoje um dos pases mais ricos do
mundo. Em 2007, por exemplo, os Estados Unidos sozinhos foram responsveis
pelo consumo de pouco mais de 20% de toda a energia consumida em todo o
mundo, de acordo com os estudos realizados pela British Petroleum Global. O
grosso restante divide-se entre sia e Europa, ambas com consumo mundial
representando algo em torno de 30%.
Claro que nos Estados Unidos existe um consumo excessivamente alto de
energia, mas no se pode deixar de levar em considerao que estas energias so
dispostas em vrias fontes e alternativas diversificadas. O maior motivo de isto hoje
ser fato, foram os vrios programas instalados para conscientizao e preservao
do meio ambiente. Temas de grande impacto foram considerados, como por
exemplo, contextos sobre efeito estufa e afins.
H casos onde mesmo que no haja um produto interno bruto de grande
significancia, ou seja, um pas desenvolvido, o consumo energtico
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consideravelmente elevado. Exemplos que podem ser citados so os casos dos
pases que possuem um grande nvel produtivo, com os setores industriais muito
representativos. Um exemplo claro deste ocorrido a China, pas que no apresenta
um PIB relevantemente bom, no entanto consome muita energia, principalmente na
indstria.
Outro aspecto que fator de influncia nos resultados da pesquisa a alta
densidade demogrfica. Os pilares do funcionamento de todo o sistema para suprir
as necessidades da sociedade precisam estar muito rgidos, para que o todo
funcione de acordo. Ainda, para um pas com o setor da indstria altamente ativo,
esta base precisa estar muito bem construda.
Quando se fala em pilares, considerada toda a estrutura energtica do
pas. Obviamente que existem diversos meios de se obter energia, porm alguns
so insubstituveis, como o caso da energia eltrica.
Para que um pas veja progresso at mesmo em seu desenvolvimento
econmico, uma boa estrutura de redes eltrica necessria. No h meios de se
instalar grandes empresas em locais onde a energia tem alto nvel de oscilao, no
confivel, e os processos produtivos so constantemente afetados.
Sendo assim, pensando se justamente em fortalecer estes pilares que
este projeto mostra seu foco, fortalecendo uma alternativa confivel e renovvel com
um equipamento essencial para seu funcionamento e de baixo custo.
2.2. Gerao e definio do conceito
Como fora apontado, o crescimento de um pas totalmente vinculado ao
seu nvel de consumo energtico, e estas bases de sustentao precisam sempre
ser renovadas e atualizadas, para que a demanda seja suprida.
Pensando em Brasil, existem programas e projetos de expanso da
capacidade de gerao de energia eltrica, pois como mundialmente conhecido, o
Brasil tem alto potencial para expanso e crescimento ao longo dos prximos anos.
Para isso, toda a estrutura precisa andar junta.
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Hoje o pas suprido basicamente por usinas hidroeltricas, que
representam a maior percentagem na base de cadeias de gerao de eletricidade.
Esto sendo buscadas alternativas s hidroeltricas, chamadas de fontes
de gerao alternativas de energia eltrica, como por exemplo, a instalao de
geradores de eletricidade por meio da fora dos ventos, geradores elicos, ou ainda,
por meio da fora das ondas e movimentao das guas nos mares, como fora
apresentado no RIO+20 na conferncia das Naes Unidas sobre Desenvolvimento
Sustentvel, as Micro e Minigerao de energia em sincronismo com a rede da
distribuidora de energia local, que tem o principal objetivo de trabalhar com
compensao de Energia Eltrica, aplicadas com normas para indstrias ou
residncias, ou seja, cada unidade geradora ir trabalhar com acmulos de crditos
por KWs gerados e disponibilizados na rede da concessionria. As industrias que
trabalham com coogerao feita a partir da queima do bagao da cana e os sistemas
de gerao fotovoltaicas, dessa forma, com varias residncias ou indstrias gerando
eletricidade, a potencia instalada e gerada na malha Energtica nacional ser
aumentada, possibilitando vrios pontos positivos de crescimento do pais e melhor
qualidade de vida para seus cidados.
Nos Estados unidos, por exemplo, dezenas de vezes maiores a
quantidade de usinas nucleares que se espalham pelo pas. Hoje no Brasil esta
realidade est muito longe de acontecer, devido os impactos que podem causar ao
pas caso ocorra algum problema com este tipo de sistema de gerao.
De uma forma direta, o conceito chave deste projeto trabalha sobre um dos
meios de obteno de energia alternativa s opes que hoje so comumente
encontradas. Este conceito hoje considerado como uma vlida alternativa para
gerao de energia no Brasil, e h grupos de pesquisa e estudo que buscam o
aprimoramento e viabilidade da tecnologia.
No Brasil, tm se o Plano de Ao Conjunta Inova Energia, esta sendo uma
iniciativa destinada totalmente coordenao das atividades e aes, que juntas
visam a inovao e o aprimoramento dos instrumentos de apoio, disponibilizados
pela ANEEL, BNDES e ainda pela financiadora de estudos e projetos, a FINEP.
Conforme divulgado pela ANEEL, alguns dos pontos chaves considerados no plano
foram o apoio ao desenvolvimento e difuso de diversificados dispositivos
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microeletrnicos e eletrnicos, sistemas, solues, busca por padronizao quanto
implementao das redes eltricas inteligentes no pas, busca pelo apoio de
empresas no domnio tecnolgico e desenvolvimento de cadeias de produo para
com energias renovveis, como por meio de clulas fotovoltaicas, termosolares e
elicas.
O conceito deste trabalho possibilitar que a energia eltrica possa ser
gerada em especial utilizando a tecnologia fotovoltaica, no entanto, sabido que ao
se instalar uma placa solar, por exemplo, no sair 127VCA, mas sim uma corrente
contnua sendo necessria a utilizao do INVERSOR MONOFASICO de baixo
custo para sistemas isolados. Independente de qual seja a configurao da energia
eltrica gerada por todo e qualquer meio, fundamental que esta apresente a
possibilidade de ser manuseada, para que atinja certas especificaes.
Considerando as caractersticas padronizadas no Brasil, toda energia gerada precisa
trabalhar em 60Hz, com 220V fase fase, por exemplo.
Sobre a idia de que um inversor possa ser barato e de simples instalao,
que este projeto se movimenta. Por meio de um circuito relativamente simples,
agregado a meios de controle, que sejam capazes de converter certa energia
eltrica gerada independentemente de como seja o comportamento da corrente de
entrada ao inversor, que sempre saia a energia padronizada necessria para
alimentao eltrica dos equipamentos eltricos eletrnicos no formato configurado
do inversor dentro dos padres de distribuio de energia eltrica nacional.
Pensando principalmente no aspecto de que as clulas fotovoltaicas tero
tido seus custos de produo reduzidos ao passar dos tempos, principalmente com a
fora produtiva da China influenciado o mercado econmico mundial, que o projeto
de construo de um INVERSOR MONOFASICO de baixo custo se mostra
interessante.
2.3. Estudo de Mercado
O mercado para sistemas conectados rede eltrica ou isolados utilizando
como fonte geradora a Energia solar fotovoltaica, mostra que estes sistemas de
gerao distribuda ou isolada de energia eltrica em baixa tenso vo disseminar
se no Brasil com a recente aprovao da Resoluo Normativa n482 da Agncia
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Nacional de Energia Eltrica (Aneel), que estabelece as diretrizes para a
implantao da micro e da minigerao de eletricidade no pas.
A gerao distribuda caracterizada pelo uso de pequenos geradores
descentralizados, como mostra abaixo, permitindo a produo de eletricidade
prximo aos pontos de consumo. Alm de ampliar a oferta de eletricidade no pas, o
estabelecimento da micro e da minigerao distribudas traz inmeros benefcios,
como a pulverizao de investimentos emgerao de energia e a movimentao de
economias locais. Alm disso, ao gerar a eletricidade no mesmo local em que ela vai
ser consumida, aumenta se a eficincia energtica e reduzem se as perdas com
transmisso e distribuio.
Figura 2.3.1. Gerao distribuda de Energia Eltrica. Fonte: Energia Solar
Fotovoltaica. Conceitos e Aplicaes. So Paulo. rica, 2012.
Os sistemas fotovoltaicos conectados rede eltrica de baixa tenso so
geradores distribudos que tm mdulos solares fotovoltaicos como fonte primria de
energia. A resoluo n 482 da Aneel permite que pessoas fsicas e jurdicas tenham
gerao prpria com sistemas fotovoltaicos conectados rede eltrica at a potncia
instalada de 1 MW.
As orientaes gerais para a insero de sistemas fotovoltaicos conectados
rede foram estabelecidas pela resoluo n 482, entretanto, as exigncias e as
caractersticas das conexes desses sistemas com a rede eltrica sero
estabelecidas pelas empresas concessionrias a partir de normas tcnicas nacionais
e internacionais. 20
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O prazo para as concessionrias fornecerem orientaes tcnicas e
adaptarem seus sistemas comerciais para a aceitao de sistemas fotovoltaicos
conectados rede encerrou em dezembro de 2012.
Como o foco do nosso INVERSOR MONOFASICO de baixo custo
atender as necessidades dos Sistemas isolados tambm conhecidos como
autnomos, isto , independentes da rede eltrica convencional, estes sistemas
utilizam alguma forma de armazenamento de energia. Este armazenamento obtido
atravs de baterias, as quais so associadas a um dispositivo de controle de carga e
de descarga.
A figura a baixo apresenta a configurao bsica de um sistema
fotovoltaico isolado.
Figura 2.3.2.- Representao de um sistema alimentado por inversor e pains
fotovoltaicos. Fonte: Autores.
Os incentivos do governo podem confluir para baratear a tecnologia e
assegurar a acessibilidade das pessoas da baixa renda ou que ainda no possuem
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energia eltrica devido inexistncia das linhas de transmisso e de distribuio em
lugares de difcil acesso como as zonas rurais.
A autora do estudo Pesquisas e o Incentivo do Governo podem confluir
para batear a tecnologia, Maiana Matos, mostra as diversas medidas tomadas pelo
governo federal de forma levar energia eltrica para toda a populao brasileira.
Comeando pelo Programa de Desenvolvimento Energtico dos Estados e
Municpios (Prodeem), este criado em 1994 com o intuito de permitir acesso
eletricidade pelas comunidades que hoje se apresentam isoladas, contemplando
bombeamento de gua e iluminao pblica.
A maioria dos sistemas do Prodeem foi instalada em escolas nas reas
rurais, e a grande maioria desses sistemas era fotovoltaico, apesar da concepo
original de diferentes tipos de fontes renovveis.
O Programa Nacional de Eletrificao Rural (Pner), tambm conhecido
como Luz no Campo, surgiu durante o mandato do presidente Fernando Henrique
Cardoso com objetivo similar ao do Prodeem. Em novembro de 2003, o governo
lanou o programa Luz para Todos (LPT), ao qual foi incorporado o Luz no Campo,
com a meta de fornecer acesso energia eltrica para mais de 10 milhes de
pessoas no meio rural at 2008.
O Luz para Todos foi estendido at o ano de 2014 por meio de decreto, ao
ponto que se percebeu a magnitude do universo de excludos, sendo maior do que
se pensava. O programa j atendeu cerca de 3,3 milhes de famlias
(aproximadamente 15 milhes de pessoas) e pretende contemplar mais 715 mil
famlias de 2011 a 2014. No Cear, o Luz para Todos beneficiou 172 mil famlias
(862 mil pessoas) no perodo de 2004 a 2012.
Em 2004 a Aneel publicou uma resoluo, regulamentando os
procedimentos e as condies de fornecimento atravs dos sistemas Individuais de
Gerao de Energia com Fontes Alternativas (SIGFIs), sistemas quais estes podem
ser utilizados como alternativa para universalizao dos servios de eletricidade. Em
2012, outra resoluo normativa da Aneel estabeleceu os procedimentos e as
condies de fornecimento por meio de Microssistema Isolado de Gerao e
Distribuio de Energia Eltrica (MIGDI).
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Para sumarizar, de uma forma simples, clara e objetiva, vide a seguir uma
tabela figura 2.1 que descrimina os principais aspectos e objetivos do projeto,
levando em conta as caractersticas do produto, tempo para absoro do mercado,
meios de aceitao da tecnologia, pblico alvo, funcionamento e demais
detalhamentos.
Objetivos de
Comercializao Outputs (Relatrios) Afeta
O qu Inversores Monofsicos de eletricidade Tecnologia e processo
Quanto Atribuir o uso dos conversores grande
maioria das residncias.
Tecnologia e
capacidade
Onde
Principalmente em locais de difcil
acesso, afastados dos grandes centros
e metrpoles, onde difcil a chegada
de energia eltrica.
Localizao e
capacidade
A quem Busca de um pblico consumidor entre
as classe mdia, baixa e alta Distribuio
De que forma
Em referncia estratgia de
comercializao, ou melhor, dizendo, o
"marketing" do produto, se deve focar
na difuso da tecnologia, buscando o
maior nmero de adeptos tecnologia.
O produto necessariamente deve
atender um certo nvel de qualidade.
O preo deve ser justo, de forma que
aqueles que se interessem pelo
produto possam o adquirir sem receios
de mau investimento.
A distribuio do produto deve
focar inicialmente nas grandes cidades,
porm, a viso a longo prazo considera
que a tecnologia esteja completamente
difundida em todo o pas.
Influi em:
Tecnologia
investimentos,
receitas, custos
custos
localizao
tecnologia/processos
investimentos em
processo/gerncia.
Tabela 2.3.3 Estudo de mercado, caractersticas do produto e projeto.
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2.3.1 Instrumentos para o estudo de Mercado
Visto que se trata de um produto que volta se a um mercado recente e em
ascenso, no possvel utilizar ferramentas diretas e dedicadas para o estudo de
mercado, no entanto, h meios de se projetar a aceitao do mesmo em meio s
condies mais significativas, como por exemplo, custo estimado.
Uma anlise permite a identificao dos principais aspectos do processo
produtivo, identificando relaes de produo, logstica, processos fiscais, dentre
outros. Este tipo de anlise baseia se na leitura tcnica e na leitura econmica,
verificando as possibilidades de transaes nos diversos estgios dos mercados
principais e auxiliares at o consumo, alm das diversas formas de cooperao.
Outro bom instrumento a ser utilizado aps a incluso do produto ao
mercado a anlise de competitividade, que atravs de taxas, indicadores e
anlises de sries temporais, d uma boa visualizao de como o produto est para
o mercado. Alm destes, podem ser citadas as pesquisas de mercado, pesquisas de
satisfao, QFDs, anlises de valor, Brainstorms, dentre outros.
2.3.2 Fatores evolutivos de Mercado
Podem ser elencados diversos aspectos que influenciam direto e
indiretamente sobre os resultados de como o mercado vai aceitar e absorver o
produto. Sendo assim, podem ser divididos estes entre seis grupos, sendo estes: Os
fatores de curto e mdio prazo, fatores de longo prazo, grau de concorrncia no
mercado, elasticidade da procura, estudos sobre os mercados condicionais e os
efeitos do meio.
Dentro do grupo de fatores de curto e mdio prazo, h trs subdivises,
sendo estas a conjuntura econmica e social, ou seja, basicamente se resume no
quadro econmico, qualidade de vida, taxa de desenvolvimento, variaes sazonais,
dando destaques no apenas possveis mudanas climticas, mas tambm ups
and downs da economia nacional. Por exemplo, muito comum que as vendas nos
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incios de ano se reduzam, devido ao pagamento de impostos, acertos de contas do
ano retroativo, dentre outros, alm das chamadas modas.
Claro que falar de moda, deva vir cabea vestimentas, no entanto, o
aspecto da moda pode ser tomado para todo e qualquer campo. Um exemplo disso
so os carros, que por vezes um modelo ou uma cor se torna predominantes em
vendas, talvez sobre alguma estratgia do mercado, ou influncias da mdia.
Contudo, estas modas so passageiras, e esto em constante mudana.
Em relao ao inversor, acredita se que de todos estes aspectos, o que
mais influencie sobre o quadro de vendas so as alteraes do quadro econmico e
social do pas.
Quando a populao de certa forma tem seu capital desvalorizado, com
maior taxa de desemprego, o nmero de indivduos aptos para proceder com a
aquisio do mesmo se retrai.
Abordando o segundo tpico, este conhecido como os fatores em longo
prazo, fato que tambm este tem suas subdivises, ou melhor, dizendo, seus sub
tpicos. Dentro de fatores em longo prazo, encontram se o tempo e os efeitos da
oferta. Ainda, podem ser considerados os efeitos da substituio do produto no
mercado, e consecutivamente a inovao, esta sendo geradora de novos mercados.
O produto pode s vezes ter seu boom no mercado, devido ser por vezes
um produto inovador, diferente, no entanto nem sempre permanece em condies
muito aceitveis para com o mercado. Em relao ao projeto, sendo bem direto ao
abordar o tema, o conversor inicialmente projetado, produzido e vendido. O
mercado ento aceita bem o produto, bem vendido por uma boa parcela de tempo,
porm o consumidor espera inovao, uma melhoria no produto. Este um
comportamento comum, e caso no ocorram inovaes, de se esperar que com o
passar do tempo, este seja substitudo no mercado. Sempre h pessoas
determinadas a entrar na disputa do mercado, e se no surgirem atitudes
inovadoras, de se esperar que o sucesso seja momentneo, podendo se estender
curto, mdio ou longo prazo.
Outro ponto de destaque o grau de concorrncia, este que se resume no
modo como o mercado se mantm e evolui. comum que quando h disputa no
mercado, concorrncia, seja gerado um sentimento de necessidade de busca de
melhorias. Estas melhorias podem ser dispostas de diversas formas, estendendo-se
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sobre o tipo de produto, tecnologia, preo de aquisio, e chega at mesmo sob a
forma como feita a logstica do mesmo.
Sobre a elasticidade de procura do produto no mercado, este aspecto
diretamente relacionado com o preo do produto. Seguindo as leis de oferta e
procura, o preo estabelecido. O que ocorre que por vezes este preo no
muito convidativo, e acaba que por reduzir a compra do mesmo.
necessrio se estabelecer qual o tipo de consumidor deve ser atingido,
se este de classe mdia ou alta, de qual localizao geogrfica, cultura, religio
predominante. Parece que no seja to verdade, mas cada pequeno aspecto deve
ser levado em conta, pois s vezes uma caracterstica que poderia ter sido ignorada
um fator chave de aceitao do produto.
Falando se sobre o ltimo aspecto de importncia sobre os fatores de
mercado, h os efeitos do meio envolvente. neste contexto que so encontrados
os aspectos tecnolgicos, efeitos institucionais, estendendo-se s instituies que
afetam diretamente no andamento do todo, como por exemplo, o governo, as
condies demogrfica, econmica e social, alm dos aspectos culturais.
2.4. Vantagens Competitivas
A principal vantagem competitiva que possibilitar um ganho no volume de
vendas no mercado frente aos inversores j existentes os concorrentes, que o
inversor proposto nessa monografia Nacional e de baixo custo, visto que os
inversores j existentes so importados. Considerando se as ltimas dcadas,
visvel a ocorrncia de diversas mudanas que afetaram diretamente como
funcionam os meios e mtodos de produo.
Alguns pontos que so caractersticos desta grande mudana so como
por exemplo, a insacivel busca pela qualidade e melhora do contexto do produto
como um todo, a reduo constante de custos de fabricao e distribuio, a
excessiva preocupao de atingir quanto maior a parcela do mercado possvel for, a
necessidade de que se haja uma participao administrativa mais intensa, e tambm
como no poderia ser esquecida, a globalizao.
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Como diz a teoria Darwinista, certo que a concorrncia vem para
ocasionar um de dois possveis efeitos, a evoluo e o progresso, ou a extino.
Neste caso, a extino ou evoluo se diz utilizao dos inversores.
dito que ser competitivo, nada mais que existir intrinsecamente a
capacidade de superao para com a concorrncia do mercado, buscando sempre
meios alternativos ou solues de contornar situaes.
Diz se vantagem competitiva a diversificao do produto quando
comparado a outro que parta do mesmo propsito. Dentre as ditas vantagens
competitivas, podem ser descritas diversas modalidades que so fortes
influenciadoras na deciso de qual produto deva ser adquirido.
necessrio que seja feita ao menos uma anlise sobre os consumidores,
apontando os respectivos fatores competitivos qualificadores, os ganhadores de
pedido, e os fatores menos importantes de cada consumidor, fazendo assim que
seja possvel a deteco pelos empresrios do porqu de que os produtos tenham
uma boa sada, e exista um aceitvel grau de satisfao por parte da clientela.
Dentro de vantagens competitivas, encontram-se dois subtpicos que
podem ento descrever em sua totalidade, quais os aspectos, efeitos e causas.
Estes so os fatores qualificadores e os fatores ganhadores de pedido.
2.4.1 Fatores Ganhadores de Pedido
De uma forma simples e rpida, a definio dos Fatores Ganhadores de
Pedido baseia se na contribuio, seja direta ou indireta, para com a realizao de
certo negcio. Estes fatores so nada mais nada menos que os critrios avaliativos
utilizados pelos compradores na hora de adquirir um produto ou servio, os
principais pontos que possibilitaro nosso produto ser ganhador de pedidos, ou seja,
destaque em vendas, o fator baixo custo, qualidade, confiabilidade em operao,
segurana e por ser um produto nacional.
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Desta forma, podem ainda ser definidos como os aspectos de maior
relevncia no momento em que a empresa definir sua posio competitiva no
mercado. Existem empresas que se voltam qualidade e resistncia de seus
produtos, outras focam se mais nos quesitos de conforto, ou qualidade, ou valores.
H diversos pontos que devem ser levados em conta no momento da definio do
lema da empresa.
Para o produto em questo, h alguns pontos e observaes que devem
ser levadas em considerao, ao ponto que so definidas as caractersticas
principais da empresa. Os conversores tratam se de produtos que visam o fcil
acesso queles que desejem o adquirir. Alm deste ponto muitssimo importante,
que o custo, a qualidade do produto deve atender todas as requisies.
Conhecendo todo o contexto e idia do produto, evidente que h pontos
que no devem ser substitudos, muito menos deixados de lado no momento de
definio de produo do item em massa.
De antemo, se pode dizer que o produto deve apresentar certa robustez,
com componentes que sejam de acordo com o que se espera do equipamento, alm
de no ter custos acima do esperado.
Todo o contexto, ainda, definido sem diversas variveis que afetam
diretamente nos resultados de todo o funcionamento da pesquisa sobre o produto.
Um grande influenciador de novas pesquisas e estudos para aprimoramento do
conversor nada mais nada menos que a competitividade. certo que ao ponto que
os sistemas e produtos so implantados nas casas, indstrias, novos fornecedores
destes inversores monofsicos devero aparecer. Estes aspectos fazem com que a
empresa jamais se acomode com o produto e resultados.
Alm dos fatores ganhadores de pedido voltados ao produto, existem
vrias variveis sob o todo. Tticas e estratgias de funcionamento de logstica, do
suporte aftermarket, modo com que o marketing atua, e sob quais classes sociais e
econmicas h foco mais intenso. Claramente, todo ponto ou aspecto sobre um
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produto e toda sua cadeia de produo de certa forma chave para o sucesso ou
para o declnio.
Devido popularizao do produto e a busca pelo maior nmero de
consumidores, independentemente quais suas caractersticas. Todas as
divulgaes e propagandas devem ser claras, sem rodeios, diretas. Por ser algo de
uso comum, no devero existir diversas verses com diferentes preos. O
funcionamento deve ser um s, e ficar escolha do consumidor qual o conversor
deve ser obtido. O intuito do produto priorizar o maior acesso possvel, pois um
dos temas que ter maior fora em suas tratativas a difuso da tecnologia.
2.4.2 Fatores Qualificadores
Os Inversores monofsicos devero atender alguns requisitos de
qualidade, at mesmo pela garantia de suas operabilidades. Como previamente
apontado, uma das necessidades do produto que toda a parametrizao eletrnica
esteja de acordo com o que mandatrio.
Sobre os aspectos ditos como mandatrios sobre funcionalidade, devem
existir diferenciais sobre o produto, que venham ser causas de escolha no
momento de compra.
Estas, ditas como caractersticas qualitativas, so nada mais nada menos
que os principais pontos do produto, sejam estes positivos ou negativos. Como
fatores de qualificao positiva, podem ser citadas algumas palavras chave, quais
estas trazem todo um contexto por trs, como:
Desempenho: Quais as quantidades de potencia dissipada e energia
consumida, quais as caractersticas tcnicas do produto que viro a fazer diferena
no oramento do produto.
Confiabilidade: Caractersticas fundamentais do produto, referentes
durabilidade e confiana sobre o funcionamento e vida til.
Aparncia: Por mais que no seja fundamentalmente algo que faa
diferena ao todo, um aparelho mais bem desenhado, mais compacto, mais
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aparentemente moderno, mais bem aceito. Alm do produto em si, vale destacar
que existem outros pontos de mimo, sendo embalagem, logstica do produto, dentre
outros.
Novidade: Por mais que seja um produto de certa forma inovador, que
tenha iniciado no mercado inicialmente, o consumidor exige inovao, renovaes,
atualizaes, melhorias.
Qualidade do servio de ps venda: Um dos fatores que definem a
escolha da aquisio de um produto a qualidade do servio prestado aps compra,
seja para sanar uma simples dvida referente o produto, ou acionar a garantia.
Preo: Talvez o mais importante, preos condizentes com o produto, a
tecnologia e a populao que far uso, so extremamente importantes. Por mais que
o conversor seja altamente funcional, confivel, com um belo design, de nada
adianta se o preo no for acessvel queles que desejam compr-los.
2.5. Previso de Demanda
As previses de demanda do produto sero atendidas na medida em que a
tecnologia for se popularizando, sendo difundida em uma escala social para novas
residncias e para as residncias que queiram ter um sistema de gerao de energia
como back up por exemplo. Ests previses so fundamentais para que possam ser
dimensionadas as escalas da empresa, alm de definir seus recursos. Sendo assim,
tem se a previso de demanda como ponto estratgico.
Estas previses de demanda so necessrias no somente para definir a
estrutura da empresa em si, mas como tambm, serve de base para exerccios de
categoria diria, como compras, vendas, logstica, fluxo de caixa, dentre outros
aspectos.
Embora tendo conhecimento da necessidade de difundir a tecnologia e o
produto ao longo de todo o pas, certo que h diversas variveis que podem tornar
esse processo muito demorado, ou por vezes, at bloque-lo de que ocorra.
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Exemplos muito comuns destas variveis so as oscilaes do cmbio,
aspecto que impacta nossa economia como um todo, inflaes, PIB, taxa de
desemprego, dentre vrias outras mais.
Na absoro do produto pelo mercado, ser considerada a aceitao da
tecnologia, preo, aspecto socioeconmico do pas. Inicialmente acredita se
considerar ao menos 30% das residncias do estado de So Paulo, isto
considerando aspectos positivos quanto aceitao da tecnologia. Ao longo dos
possveis 2 anos difundindo o produto, esperado que haja um crescimento de no
mnimo 200%, ao ponto que o mercado tenha se expandido nvel nacional.
2.6. Introduo do produto no mercado
tomada como verdade a grande dificuldade que se encontra ao ponto
que um produto inserido no mercado. Existem fatores muito comuns e tambm de
certa forma conhecidos, que por vezes impede que um produto ou servio possa ser
amplamente difundido em meio ao mercado de atuao.
Existem dois pontos chave de forte influncia na deciso do sucesso ou
declnio dos conversores, sendo estes a difuso da tecnologia empregada, fator de
dependncia do produto, alm da confiana do consumidor para com a marca e o
produto em si, objetos novos aos olhos do mercado.
Sendo assim, no existem diferentes meios de se agir, se no fazer amplo
uso das estratgias de marketing, e de certa forma perder capital, para que o
produto possa ser adquirido a preos muito convidativos.
Deve se deixar claro que este ponto a ser considerado, leva em conta a
necessidade de produzir os conversores a preos iguais ou inferiores referente
capital de retorno.
2.6.1 Estratgias de comercializao
No existem frmulas mgicas para que o conversor seja difundido dentre
o mercado e aceito pelo mercado. Tudo o que se deve ser realizado planejamento,
estratgias e a busca de meios inteligentes de fazer com o haja rentabilidade
mdio e longo prazo.
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Lucro curto prazo torna-se algo utpico, no podendo de forma alguma
ser considero nos planos de negcios da empresa. Todo o planejamento deve
considerar a forte resistncia para com a aceitao do conversor.
Tecnologia nova marca nova, produto novo. Pelo fato de que basicamente
tudo novidade, alguns dos pontos a serem considerados so a pacincia e
confiana de que as estratgias surgiro efeito.
Como fora previamente comentado, interessante que a empresa no vise
lucro no incio de suas atividades, pois o mais importante fortalecer suas bases
para que no haja riscos de falncia imediata ou em curto prazo.
A estratgia para difundir o produto basicamente se resume em obter
confiana do mercado, com produtos de qualidade, e com preos altamente
convidativos, visando baixo lucro por unidade, no entanto, grandes demandas.
3. Projeto do Produto
O produto em si teoricamente na forma mais simplificada possvel, visto
que um dos maiores objetivos serem alcaados o baixo custo.
Todo o circuito foi desenvolvido por meio do Multisim, sendo que
posteriormente todos os estudos e projeto foram passados para a parte fsica.
Obviamente que existe background para toda idia e surgimento de
novos produtos, qual este geralmente est associado a uma necessidade poltica,
social, econmico, tecnolgica. Esta necessidade desperta a busca pelo novo, pela
readaptao, pelo melhoramento do que existe.
Sob estes parmetros, pode se dizer que o inversor parte das
necessidades de adaptao de novas tecnologias, alm de se adequar com o
quadro econmico do pas.
Todos os componentes do inversor so de baixo valor, sendo que foi
estudado a melhor maneira se construir o dispositivo, de modo que ele tambm
seja resistente. De nada adianta produzir um dispositivo de baixo custo, se a
garantia de vida curta.
3.1. Desenvolvimento do Produto
Baseado sob os resultados obtidos por meio do estudo de mercado, alm
de se analisar todo o planejamento estruturado para com o crescimento energtico
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do pas, e ainda de acordo com a proposta geral do projeto, qual esta se volta
criao de um produto que tenha como forte caracterstica ser uma soluo de baixo
custo, realizando com excelncia os processos de elevao e estabilizao de
tenso com inverso de frequncia, apresentado o inversor em questo.
Este inversor voltado para aplicaes residncias que sejam munidas de
sistemas de gerao de energias alternativas. Estas ento seriam utilizadas como
fontes de energias complementares, no entanto o presente trabalho aqui exposto
foca no projeto de um inversor de frequencia, uma vez que um sistema de gerao
fotovoltaica composto por mais componentes como banco de baterias, painis
solares, inversor de freqncia, dentre outros.
Ser apresentado um inversor monofsico que tem o propsito de elevar a
tenso de 120 Volts em corrente contnua, fornecida por um painel de gerao
eltrica fotovoltaico o qual possui configurao serie de quatro mdulos de 30V
cada, sendo esta convertida para uma tenso de127V CA, com frequncia de 60 Hz
e potencia mdia de carga projetada para 5 KW quando aplicado ao uso residencial.
Na figura 3.1.1, segue um exemplo de ligao em serie em painis fotovoltaicos.
Figura 3.1.1. Esquema de ligao de mdulos em serie. Fonte: Livro energia Solar
Fotovoltaica. (Villalva M. G e Gazoli JR., 2008)
Um bom exemplo de painis solares com esta tenso de sada so os
mdulos solares da Bosch. Abaixo segue a folha de dados de um destes painis, na
figura 3.1.2.
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Figura 3.1.2. Modulo solar Bosch. Fonte: Datasheet Bosch Solar Module c Si M 60
NA42117
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A fim de ilustrar o processo de utilizao do presente inversor, os autores
sugerem a montagem da esquemtica de funcionamento de todo o sistema na figura
3.1.3 abaixo, a qual utiliza do inversor em desenvolvimento associada a banco de
capacitores na configurao autnoma onde na falta de energia solar entra o banco
de baterias, onde c representa uma bobina de um rele o qual tem a funo de
comutar o banco de baterias com o painel fotovoltaico.
Figura 3.1.3. Esquema eletrnico do Inversor em questo.
A seguir figura 3.1.4, observe o esquema em questo, onde esto
associados todos os componentes e etapas do processo de converso de energia
eltrica provindas de painis fotovoltaicos, com caractersticas de corrente contnua.
Figura 3.1.4. Esquema de converso de energia isolado. Fonte: Livro energia Solar
Fotovoltaica. Villalva M. G Gazoli J. R . 35
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Todo o desenvolvimento e montagem do esquema eletrnico do inversor
foi simulado em computador, por meio da utilizao do software NI
MultisimAnalogDevices (Verso 12.0, Fabricante NationalInstruments), para que
ento fosse possvel a realizao e definio de toda a estratgia de montagem,
alm dos passos de efetivao da eficincia de converso de tenso e a respectiva
estabilizao da converso atravs do inversor monofsico.
Ainda, a simulao em computador pode permitir o direcionamento para
com todo o particionamento do circuito, facilitando assim a inicializao da etapa de
montagem dos circuitos.
Aps concluso dos processos de simulaes e dimensionamentos de
cada componente empregado no inversor, fora dado incio nos passos de montagem
fsica do dispositivo.
De acordo com o que foi definido por meio do simulador de circuitos, diz-se
em respeito principalmente aos componentes eletrnicos empregados, foram
realizadas comparaes de preos, durabilidade e acesso, podendo assim definir
quais componentes realmente devem ser considerados na montagem do inversor de
correntes contnua em alternada e definio de frequncia.
Mostra-se na figura 3.1.5 a esquemtica de toda a montagem eletrnica do
circuito empregado no dispositivo inversor.
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Figura 3.1.5. Projeto do circuito montado para o inversor monofsico. Fonte: Autores
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Deste modo, para que seja possvel dar continuidade no desenvolvimento
do projeto, foi estabelecida a diviso da construo do equipamento em trs partes,
sendo estas a parte estrutural, onde so definidas as dimenses do dispositivo,
materiais empregados, formas e moldes considerados, a parte de controle e
elevao de tenso corrente contnua em corrente contnua, e por ltimo a parte de
converso e controle de corrente contnua em corrente alternada.
Vale ainda ressaltar que alm das partes integrantes consideradas nas trs
divises supracitadas, h a necessidade de se focar exclusivamente nos mtodos
utilizados na dissipao de calor do inversor, visto que a potncia empregada
relativamente alta, e pelo Brasil ser um pas tropical, deve se dar especial ateno a
este ponto.
Por existirem valores consideravelmente altos para com a potncia
dissipada, alm da instalao de dissipadores metlicos afixados ao circuito,
tambm sero necessrios diferentes meios de refrigerao associados, como por
exemplo, o uso de ventoinhas.
3.1.1 Parte Estrutural
Visando reduo de custos, tanto na prpria construo dos dispositivos
conversores quanto na logstica, distribuio e estocagem dos produtos, a estrutura
focada no quo mais compacto possvel, respeitando as limitaes econmicas do
projeto.
Estas limitaes se referem aos componentes que hoje so existentes e
encontram-se disponveis no mercado, contudo com preos no convidativos,
geralmente por serem tecnologias recentes e de difcil acesso, complexos padres
de fabricao e montagem, manuseio, dentre outros aspectos.
3.1.1.1 Placa de Circuito Impresso
A montagem do circuito de controle e etapa CC-C sero feitas em placas
de circuito impresso, com os componentes afixados conforme definido via simulador
de circuito. A seguir, figura 3.3 um exemplo de placa de circuito impresso empregado
na montagem de um dispositivo eletrnico.
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Figura 3.1.1.1.1 Exemplo de placa de circuito impresso. Fonte: Livro 301 Circuitos
Ed. Hemus
Existem vrios modos de se construir as placas de circuito impresso,
podendo ser desde mtodos artesanais, at meios computadorizados e
automatizados de produo. A seguir encontram-se alguns dos processos de
montagem destas placas:
Impresso dos circuitos por meio de serigrafia: A serigrafia, tambm
conhecida como Silk-Screen se baseia na impresso atravs de uma matriz
vazada, na qual a tinta aplicada, permanecendo com as caractersticas do molde
utilizado.
Processos de impresso fotogrfica: Neste tipo de impresso, a placa
banhada em uma soluo fotossensvel, que revelada logo aps queimada,
assemelhando-se s fotografias.
Jateamento: Neste processo de impresso, so utilizados materiais
abrasivo para efetuar o jateamento da placa, atravs de uma mscara posta entre o
fluxo e a placa ser impressa.
Deposio Metlica: Etapas de impresso que se assemelham aos
processos de cromagem, fazendo uso de galvanoplastia.
Processos de transferncia trmica: Por meio de lasers, o circuito
impresso em um papel especfico para transferncia trmica, posteriormente sendo
revelados atravs de banhos qumicos.
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Transferncia de imagem: Assemelha-se serigrafia, no entanto so
utilizados neste processo raios ultravioleta para efetivar a transferncia da imagem
do circuito, sendo em seguida revelado atravs de banhos qumicos.
de certa forma bvio que o circuito dos inversores possa utilizar qualquer
um dos processos de impresso citados logo acima para confeco do circuito
eletrnico, no entanto se devem fazer estudos de viabilidade tcnica e econmica,
para ento definir quais so os mais condizentes com o produto em questo, alm
de todas as variveis integrantes do processo total, como por exemplo, a alta
demanda e a necessidade de durabilidade a preos baixos.
Embora exista um processo de impresso de placa altamente eficiente,
ainda necessria a avaliao do contexto geral, pois nem sempre o melhor produto
o mais interessante ser considerado.
3.1.1.2 Carcaa do Inversor
Referente a confeco da carcaa dos inversores, a caixa que deve
proteger os componentes das intempries e oscilaes de tempo deve atender
tambm os parmetros de qualidade, baixo custo e alta durabilidade.
De acordo com estudos realizados no processo de montagem, foi atestado
que a utilizao de PVC ou outros materiais plsticos moldveis certamente a
maneira mais vivel para ser considerada.
Poderiam ser construdas carcaas de alumnio por exemplo, contudo no
existe real necessidade para tal. Desde que sejam utilizados bons materiais plsticos
na confeco da carcaa, no com o que se preocupar. Ainda, vlido considerar a
questo de que o inversor deve permanecer em um local protegido.
Por tratarem-se de painis solares as formas de obteno de energia mais
comum no mbito residencial, esquematicamente os inversores podem ser alocados
estrategicamente sob os telhados, assim garantindo a efetiva diminuio de
exposio chuvas, raios solares, dentre outros.
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3.1.1.3 Componentes
Todos os componentes utilizados na confeco da placa eletrnica do
dispositivo em questo tambm, no fugindo regra, devem ser de considervel
durabilidade, baixo custo e compactos.
Obviamente que h diversos fornecedores no mercado, e de maneira
alguma sero prevalecidos sobre caractersticas que fujam destes pontos chave.
Ainda, em casos de alta produtividade dos dispositivos ser atingida,
interessante estabelecer posies estratgicas sobre quem e como produzir todo o
conjunto das placas eletrnicas dos inversores.
3.1.2 Parte de controle e elevao de tenso CC-CC
Para o caso de trabalhar-se com corrente contnua, quando se h a
necessidade de se aumentar ou diminuir nveis de tenso, h a possibilidade de se
recorrer a diversos mtodos de converso que hoje so existentes no mercado.
Dentre estes diversos mtodos encontrados, existe um mtodo com
significativa eficincia sobre os processos de converso CC em CC (Corrente
Contnua em Corrente Contnua), qual este fundamentado sobre a utilizao dos
conversores eletrnicos de tenso ou conversores estticos.
Os conversores estticos CC-CC realizam a converso variando-se a
tenso aplicada sobre uma determinada carga utilizando para isto dispositivos
semicondutores operando na regio de saturao e corte, sob frequncias de
comutao de cerca de 100KHz (MARTINS e BARBI, 2008).
Ao se ajustar o ciclo de trabalho, a tenso de sada pode ser alterada ou
mantida estvel, atravs de um mtodo de controle adequado, mesmo que venham
a ocorrer alteraes de carga e tenso de entrada. Este mtodo de converso
utilizado apresenta maior grau de eficincia em comparao aos conversores
lineares, quais estes por sua vez empregam equipamentos caracteristicamente de
rendimento inferior.
Para o controle de elevao de tenso CC em CC, o mdulo utilizado
contm uma entrada para 120 Volts corrente contnua, qual tal tenso fornecida
pelo painel de gerao solar.
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Como a entrada de 120 Volts corrente contnua, se utiliza um sistema de
elevao de tenso para 127 Volts corrente contnua etapa esta chamada CC-CC,
onde se aplica nesse sistema de elevao de tenso com controle MPPT, visto que
a caracterstica MPPT muito importante em inversores conectados a mdulos
solares. O tipo de controle MPPT que ser utilizado no presente trabalho do tipo
controle de tenso, ressalva-se que existem diversos tipos de controle MPPT no
mercado.
O circuito que tem como fundamento a elevao de tenso chamado de
STEP UP, sendo este composto por um indutor L, um transistor IGBT, um diodo e
um capacitor.
O princpio fundamental de funcionamento do conversor StepUp a
tendncia de um indutor resistir s alteraes de corrente. Num conversor de
impulso, a tenso de sada sempre maior do que a de entrada.
Quando a chave fechada, a corrente flui atravs do indutor no sentido
horrio, e o indutor armazena a energia. A polaridade do lado esquerdo do indutor
positivo. Quando a chave est aberta, a corrente ser reduzida como a impedncia
maior. Portanto, a alterao ou reduo no atual ser oposta do indutor. Assim, a
polaridade ser invertida, ou seja, do lado esquerdo do indutor ficar negativo.
Como resultado, duas fontes estaro em srie, possibilitando uma tenso
mais elevada para carregar o condensador atravs do dodo D.
Se o comutador munido de ciclos suficientemente rpidos, o indutor no
ir descarregar totalmente entre as fases de carregamento, e a carga sempre ver
uma tenso maior do que a da fonte de entrada, ao ponto que somente o interruptor
esteja aberto.
Alm disso, enquanto o interruptor estiver aberto, o capacitor em paralelo
com a carga carregada para esta tenso combinada. Quando o interruptor ento
fechado e o lado direito entra em curto-circuito no lado esquerdo, o condensador ,
por conseguinte, capaz de fornecer a tenso e energia carga. Durante este tempo,
o diodo de bloqueio impede que o capacitor se descarregue atravs do comutador.
O interruptor deve novamente de forma clara abrir com a rapidez suficiente para
evitar que o capacitor descarregue muito rapidamente. A figura 3.4 ilustra um circuito
eltrico da etapa stepup.
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Figura 3.1.2.1. StepUp Converter. Fonte: Livro Eletrnica de Potncia - Ashfaq
3.1.3 Parte de converso e controle de CC em CA
Aps elevao e estabilizao da tenso para 127 Volts Corrente Contnua,
inicia-se o processo de inverso e controle de corrente contnua em corrente
alternada.
Para o controle da inverso CC em CA no desenvolvimento do projeto, so
utilizadas pontes retificadoras com aplicao de transistores IGBTs, para a
converso de CC em CA controlado por SPWM. Desta forma, possvel construir o
perodo de uma onda senoidal que no final corresponde ao perodo da frequncia da
rede de distribuio de energia eltrica brasileira, que de 60 Hz.
O controle SPWM efetua a comparao de uma onda senoidal, de 60 Hz,
proveniente de um circuito gerador de onda e a uma onda triangular, para que assim
seja possvel gerar a sada SPWM.
Esta modulao ento feita por largura de pulso senoidal na sada,
moldando a senide com frequncia de 60 Hz.
3.2. Caractersticas tcnicas
O QFD, abreviaes para o termo em ingls QualityFunction Deployment,
trata-se de uma das diversas ferramentas de qualidade existentes para anlise do
produto, produo, pontos a serem focados, dentre outros aspectos.
Sendo assim, de forma fundamental, as matrizes QFD correlacionam
aspectos do projeto ou produto s necessidades do consumidor, mostrando
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claramente o que deve e o que no deve ser levado em conta, na hora de definir as
verbas e investimentos, aplicaes de desenvolvimento do projeto.
A seguir, so exibidas as matrizes QFD com a correlao das Exigncias
do Consumidor com as Caractersticas do Projeto figura 3.5, e as Caractersticas do
projeto juntamente s Caractersticas dos Componentes figura 3.6.
3.2.1 Matriz l - Exigncias do Consumidor / Caractersticas do Projeto
Figura 3.2.1.1. Matriz QFD exigncias do consumidor com as caractersticas do
projeto.
A matriz encontrada acima mostra de forma numrica e grfica os aspectos
do produto e do projeto, evidenciando os pontos fortes e fracos do projeto, deixando
de forma mais clara a necessidade de investimento sobre melhoria.
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Tambm possvel analisar qual a caracterstica de relao que um
aspecto tem sobre outro. Por vezes, mesmo que ambos os pontos sejam ambos
positivos, um sobrepes o outro, ou depende de uma caracterstica inversa ao outro.
Outro ponto interessante a ser destacado o traado grfico entre a
empresa e possveis competidores de mercado. possvel ainda se analisar quais
os aspectos de menor e maior relevncia em comparao aos concorrentes, para
assim tomar as aes corretivas e de melhorias da melhor forma possvel.
3.2.2 Matriz 2 - Caractersticas do projeto / Caractersticas dos Componentes
Figura 3.2.2.1 Matriz QFD caractersticas do projeto juntamente s Caractersticas
dos Componentes.
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Nesta matriz QFD, possvel correlacionar o impacto de planejamento
sobre as caractersticas dos componentes utilizados na fabricao dos inversores e
as caractersticas definidas no projeto. Abaixo a legenda da matriz QFD figura 3.7.
Figura 3.2.2.2. Legenda da matriz QFD.
3.3. Tecnologia do Produto
O conversor, objeto de estudo deste trabalho, conta com a aplicao das
seguintes tecnologias:
- controle MPPT
- etapa elevadora conversor CC-CC (boost)
- modo de comutao monofsica atravs de transistores IGBTs
- controle SPWM
A seguir, descritivo funcional de cada tecnologia utilizada e sua aplicao
no conversor.
3.3.1 Controle MPPT
A sigla MPPT, do ingls, Maximum Power Point Tracking, refere-se
funo de controlar o rastreamento do ponto de mxima potncia no circuito
desejado. Na aplicao em conversores de tenso, em sistemas solares, este tipo
de tecnologia de extrema importncia. Em geral, as clulas fotovoltaicas produzem
baixas de tenso de sada (aproximadamente 0,7 Volts individualmente). Por este 46
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motivo, a aplicao exige a conexo de vrias clulas em paralelo para que se tenha
um tenso de sada maior e apropriada para cada tipo de entrada no conversor e,
consequentemente, um controle preciso para mxima transferncia de potncia.
Ressalta-se que a operao das clulas fotovoltaicas depende do nvel de
irradiao solar, posio do sol (direo dos raios solares), temperatura e tambm
da carga conectada ao circuito. Com isso, conclui-se que a tenso de sada da
clula fotovoltaica pode oscilar constantemente por diferentes motivos.
Um controlador MPPT normalmente operado com a utilizao de um
conversor CC-CC. Este responsvel por transferir a mxima potncia das clulas
fotovoltaicas para a carga.
Existem diversos tipos de controles para se realizar a operao de controle
MPPT, dentre os sistemas de controle pode-se citar, mtodo da tenso constante,
mtodo perturba e observa, mtodo da condutncia incremental dentre outros.
Neste trabalho fora adotado o mtodo da tenso constante, o qual consiste
em manter a tenso do mdulo fotovoltaico de acordo com um valor de referncia,
este baseado no ponto de mxima potncia. Consegue-se isso, monitorando apenas
a tenso da clula fotovoltaica, a partir deste dado, atua-se na freqncia da etapa
CC-CC, este processo ser mais bem detalhado no capitulo 5.
3.3.2 Etapa elevadora conversor CC-CC (boost)
O conversor Boost possui um circuito composto basicamente de um
indutor, um diodo, um capacitor e um comutador que, no caso deste trabalho do
tipo IGBT conectado a um circuito PWM, conforme ilustrado na figura 3.3.2.1.
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Figura 3.3.2.1 Regulador boost. Fonte: Livro Eletrnica Vol. 2- Albert Malvino David
J. B.
No momento em que o transistor IGBT est trabalhando de maneira
anloga a um interruptor fechado, a corrente flui entre a fonte de entrada (Vm) e o
indutor. Esta fase permite que o indutor armazene energia.
A partir do momento em que o interruptor passa a trabalhar de maneira
anloga a um interruptor aberto, a corrente passa a fluir para a carga atravs do
diodo. Nesta etapa, o indutor transfere a energia armazenada na primeira etapa
dessa anlise.
A tenso sobre o capacitor deve ser maior que a tenso de entrada para
que haja transferncia de energia na segunda etapa. Adicionalmente, a constante de
tempo RC deve ser muito maior que o perodo de comutao afim de garantir que a
tenso de sada permanea aproximadamente constante durante a etapa
(carregamento do indutor). Conclui-se ento que o dimensionamento do capacitor
de grande relevncia para o bom funcionamento do conversor.
As principais formas de onda do circuito do conversor de boost podem ser
observadas nas figuras 3.3.2.2 abaixo.
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Figura 3.3.2.2. Formas de onda de tenso e corrente para o conversor boost. Fonte:
Eletrnica de PotnciaAshfaq, 2006)
Nota-se que a corrente IL (corrente no indutor) est diretamente
relacionada com o chaveamento do transistor. O perodo em que o transistor opera
como interruptor fechado representa a reta ascendente da corrente no indutor
responsvel por carreg-lo.
De maneira semelhante, tem-se que a corrente IM tambm segue a mesma
representao grfica pois, refere-se corrente no prprio transistor. Obviamente,
esta corrente interrompida quando o transistor passa a operar como interruptor
aberto. Neste instante, a corrente IL passa a ser reduzida.
A corrente no diodo a mesma corrente do indutor no momento em que o
transistor est operando como interruptor aberto e, nula, quando o transistor estiver
operando como interruptor fechado.
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O circuito PWM ser detalhado posteriormente. Resumidamente, este
circuito responsvel por definir o momento em que o transistor deve operar como
interruptor aberto ou como interruptor fechado, em outras palavras, o circuito PWM
monitora o sinal de sada, processo e atua no chaveamento do transistor atravs de
uma malha de realimentao permanente (feedback).
3.3.3 Modo de comutao monofsica atravs de transistores IGBTs
Os transistores IGBTs (Isolated Gate Bipolar Transistor) associam a
caracterstica de comando do MOSFET com a caracterstica de conduo do BJT
(Bipolar Junction Transistor).
A figura 3.3.3.1 a seguir exibe o smbolo, bem como a curva caracterstica
do componente.
Figura 3.3.3.1. Smbolo IGBT e Curva caracterstica. Fonte: Livro Eletrnica de
Potncia Ashfaq
Este tipo de componente opera com baixa tenso do circuito de controle e,
ao mesmo tempo, podem conduzir elevadas correntes com baixa perda.
Apesar de possuir um tempo maior de entrada em conduo e um tempo
de chaveamento um pouco mais lento em relao ao MOSFET, o IGBT possui
grande capacidade de conduo de corrente eltrica, favorecendo o sua utilizao
em conversores CC-CA.
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3.3.4 Controle SPWM
O controle Sinusoidal PWM (SPWM - Sinusoidal Pulse WidthModulation)
pode ser obtido atravs da comparao de uma onda senoidal de referncia com
uma onda portadora triangular.
O controle SPWM possui como caracterstica baixa THD (Total
HarmonicDistortion), ou seja, possui alta eficincia no controle de harmnicas.
Sendo assim, este tipo de controle adequado para a aplicao em estudo neste
trabalho.
Na figura 3.3.4.1 abaixo, exemplifica-se o princpio de funcionamento do
SPWM. O sinal VR refere-se ao sinal de referncia e o sinal VC, o sinal de onda
portadora do tipo triangular.
Figura 3.3.4.1. SPWM. Fonte: Livro Eletrnica de Potncia Ashfaq
A anlise dos pontos de chaveamento feita tanto no semi-ciclo positivo
quanto no semi-ciclo negativo. Desta forma tem-se Semi-ciclo positivo trata-se do
estado onde a largura do pulso determinada pelo tempo em que o sinal da onda
portadora (VC) menor que o sinal de referncia (VR), e para o Semi-ciclo
negativo,a largura do pulso determinada pelo tempo em que o sinal da onda
portadora (VC) maior que o sinal de referncia (VR).
Abaixo, figura 3.3.4.2 pode-se observar a figura resultante da comparao
dos sinais mencionados.
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Figura 3.3.4.2. Resultante da comparao Vr e Vc. Fonte: Livro Eletrnica de
Potncia . Ashfaq.
Os pulsos do sinal SPWM fornecem a informao sobre o sinal de entrada
e a frequncia do sinal de onda triangular (portadora). Desta forma, se a frequncia
da portadora for muito maior que a frequncia do sinal de entrada, a densidade da
frequncia espectral da portadora ser afastada da densidade espectral do sinal de
entrada, o que permite recuperar o sinal com facilidade atravs de uma filtragem
adequada. Isso pode ser feito atravs de um filtro LC.
A filtragem mencionada reduz a distoro harmnica da tenso alternada
do inversor.
3.4. Materiais utilizados
Os materiais utilizados para confeco de todo o Inversor Monofsico com
as caractersticas tcnicas j comentadas so como seguem:
- Bobina solenide L, para realizar a elevao de tenso de 120V CC para
127V CA.
- Cooler juntamente uma ventoinha para refrigerao dos IGBTs.
- dissipador para refrigerao do bloco de alumino.
- Placas eletrnicas onde esto impressos todos os componentes eltricos
eletrnicos.
-Diodos rpidos Schottky, utilizados na etapa de elevao e controle de
tenso de 120VCC para 127VCA.
- CI NE555, utilizado para realizao do Controle MPPT. 52
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- IGBT IRGP4063D, transistor usado no modulo da ponte inversora de 127
Volts CC para 127 Volts CA.
- CI ICL8038, para que se obtenha uma onda triangular e senoidas para
fins de comparao.
- Comparador LM741, utilizado para comparar a onda triangular com a
onda senoidal.
4 Avaliao Financeira e econmica
4.1 Investimentos
Conforme descrito na introduo deste trabalho, o foco deste projeto
desenvolver um conversor de tenso CC CA de baixo custo e com qualidade e
preciso com base na utilizao de transistores do tipo IGBTs, associados a circuitos
de controle.
Diante do exposto, ser necessrio utilizar baixo valor de investimento para
a execuo do projeto.
A ttulo de comercializao do mesmo, os investimentos com a publicidade
e propaganda tambm tero custos reduzidos, considerando-se o momento em que
o pas est vivendo. Em outras palavras, pode-se aproveitar o investimento que o
prprio governo est fazendo em energias renovveis como argumento de venda do
produto.
Alm de programas do governo de energia alternativa que sero abordados
posteriormente, matrias exibidas em rede nacional em horrio nobre como o
programa Globo Reprter, que foi ao ar no dia vinte e oito de Junho de 2013
amplificam a divulgao da necessidade de se buscar fontes alternativas de energia
e o benefcio do retorno financeiro populao de um modo geral. Neste programa,
dentre outras matrias relacionadas ao assunto, foi mencionado o programa de
incentivo a proteo e a conservao do meio ambiente atravs de medidas
aplicadas em residncias como, utilizao de energia solar para aquecimento de
gua, reutilizao de gua da chuva, espao verde para absoro da gua ao solo,
etc. Atravs de visitas agendadas com a prefeitura, o proprietrio que adotar
medidas como as citadas acima, tem como benefcio, desconto no valor do IPTU
que pode chegar em at 6%. Este incentivo conhecido como IPTU verde e uma
medida municipal implantada em poucos municpios at o momento, mas que tem 53
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alta tendncia de expanso. Certamente, a comercializao de equipamentos para
gerao de energia eltrica atravs de energia solar, teria alto potencial de
comercializao neste contexto e, certamente, seria includo neste programa do
governo.
Como citado anteriormente, o lanamento do produto no tempo correto,
alm de alavancar oportunidades de vendas, tambm reduz significativamente o
custo de divulgao. O fato de o governo incentivar financeiramente a populao,
reduz amplamente os esforos de convencimento e argumentao de venda.
O programa ECOWATT (CESP/ELEKTRO), outro exemplo de demanda
por sistemas e equipamentos de energia alternativa, implementou sistemas
fotovoltaicos domiciliares em regies rurais afastadas onde, atravs de um contrato
de utilizao, cobra dos usurios uma quantia equivalente amortizao dos
equipamentos e as respectivas reposies de baterias. No entanto, o valor do KWh
ainda mais caro que os sistemas convencionais devido aos custos com os
equipamentos atuais. Este ponto traduz-se novamente, em uma oportunidade de
negcio com um projeto de baixo custo. Adicionalmente, uma importante
oportunidade que a Engenharia possui, no aspecto scio humanitrio, para trazer
solues populao necessitaria do pas e do mundo visto que, muitas famlias
no tem acesso a energia eltrica.
Figura 4.1.1. Sistema Fotovoltaico domiciliar Municpio de Benjamin Constant -
Amazonas Fonte: Revista Brasileira de Energia, Volume 10 (Sociedade brasileira de
Planejamento Estratgico. 54
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A demanda por equipamentos para gerao de energia eltrica alternativa
no se restringe a apenas regies afastadas como mencionado anteriormente. A
resoluo nmero 456, da ANEEL ainda prev que, qualquer residncia pode ter seu
sistema prprio de gerao energia conectada a rede de distribuio e ser um
fornecedor de energia durante o dia e consumidor a noite, por exemplo.
4.2 Necessidades de financiamento
Para a construo do prottipo do projeto, no haver necessidade de
financiamento. No entanto, caso queira-se investir em produo e comercializao,
uma anlise estruturada de viabilidade deve ser realizada.
Nesta anlise, precisam ser definidas estratgias de negcios como, por
exemplo, a abertura de uma fbrica de manufatura do produto onde, certamente
haver necessidade de financiamento, ou, contratao de empresas terceiras para
produo. Esta deciso precisa ser cuidadosamente tomada, pois implica em se ter
um alt