Sistema de gerenciamento de carga de baterias para bancada solar eólica

Abstract

Bancadas didáticas são ferramentas extremamente importantes para o desenvolvimento acadêmico de discentes devido à necessidade de modelos e ferramentas que facilitem a aprendizagem em um cenário prático controlado. Os equipamentos associados com energias renováveis estão em constante evolução e precisam ser explorados para promover o ramo da energia renovável. Os sistemas de carga de baterias precisam de um adequado controle para evitar reduzir sua vida útil e, considerando esta questão, a bancada também precisa ter dispositivos para o controle. A bancada é composta por módulos flexíveis, interconectáveis e de baixo custo, sendo seu foco principal a concepção e a criação de um módulo que faz o gerenciamento de carga e o balanceamento ativo de um banco de baterias de lítio. Modelos de referência de processos de desenvolvimento de produtos mecatrônicos são utilizados para gerar especificações de projeto, que buscam obter uma bancada próxima das expectativas e necessidades construídas a partir de análises das demandas dos clientes. Para o desenvolvimento do módulo de gerenciamento de carga, foi necessário integrar um modelo matemático do circuito analógico de potência, modularizar e realizar a implementação computacional do sistema. O software obtido contém controladores proporcionais integrais independentes que fazem o gerenciamento da carga das células de bateria. Os resultados obtidos conceitualizam módulos para uma bancada didática solar e eólica, padronizados, flexíveis, com componentes disponíveis no mercado e de software e hardware abertos. No módulo de gerenciamento de carga, constata-se a eficácia no carregamento das células de bateria de forma independente e ativa. Os testes funcionais no protótipo, através da coleta de dados, apresentam um resultado que mostra o carregamento da bateria e a execução do controlador operacional integral sintonizado de forma satisfatória, embora o tratamento de ruídos e transientes no circuito precisem de maior atenção.