Do Lógico ao Abstrato: A Ciência no Cotidiano
23 a 28 de outubro de 2017
Trabalho 7884
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Engenharia Elétrica |
| Setor | Departamento de Engenharia Elétrica |
| Bolsa | PIBITI/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | José Olímpio Botelho Barbosa Mendes de Almeida |
| Orientador | HEVERTON AUGUSTO PEREIRA |
| Título | Estudo do tempo de vida de um inversor monofásico multifuncional |
| Resumo | A crescente integração da geração solar através de painéis fotovoltaicos ao sistema elétrico de potência, além de ser bom para o meio ambiente, torna o sistema cada vez mais distribuído e eficiente. O principal componente responsável por essa integração é o inversor multifuncional, que conecta os painéis fotovoltaicos à rede elétrica de forma apropriada e com segurança, por isso é necessário um estudo maior em relação a confiabilidade desse equipamento. A maioria das falhas em inversores são ocasionadas devido ao stress térmico nas chaves semicondutoras, conhecidas como IGBTs, durante a operação. Para avaliar o tempo de vida dessas chaves para diferentes condições de operação do sistema fotovoltaico, primeiramente é proposto um modelo elétrico que descreva o sistema e a sua interação com a rede elétrica. Em associação com a resposta elétrica do sistema, devemos também obter um modelo térmico que descreva o comportamento térmico do inversor dadas as condições de operação. Esses modelos são necessários para avaliar a temperatura de junção média dos IGBTs e as variações de temperatura de curta e média duração. A partir do comportamento térmico e de dados técnicos específicos de cada chave, podemos estimar através de modelos matemáticos de fadiga de materiais (nesse caso foi usado o modelo de Bayerer) o tempo de vida médio do inversor. Nesse trabalho foram usados perfis medidos de irradiância, temperatura ambiente e potencia reativa em um sistema fotovoltaico, ao longo de um ano, como entrada dos modelos propostos para se obter os valores de temperatura da chave durante o mesmo período. Em seguida, a equação que define o numero de ciclos ate a falha proposta por Bayerer é usada iterativamente para calcular o consumo do tempo de vida ao longo de um ano. Foram considerados três casos, quando não ha compensação de reativo pelo sistema, quando ha compensação parcial e quando o inversor compensa o máximo de reativo todo o tempo. Para os casos onde ha compensação o inversor trabalha com correntes maiores, consequentemente as temperaturas de junção e variações de temperatura são maiores. Nesses casos os valores obtidos de consumo de vida útil são maiores, 8,47% no caso da compensação parcial e 26.25% quando o inversor sempre trabalha compensando o máximo de reativo. Comparando com o valor de consumo de vida útil quando não ha compensação, que é de 2.41% ao longo de um ano, vemos que o existe uma troca que deve ser levada em consideração em relação a vida útil do equipamento e o seu uso para aumento da qualidade de energia. |
| Palavras-chave | Inversor multifuncional, stress termico, vida util IGBT |
| Forma de apresentação..... | Painel |