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terça-feira, 3 de julho de 2012

Harmônicos Gerados por Veículos Elétricos:


O mercado de EVs é atualmente ainda escasso nas grandes cidades, mas deve crescer mais e mais com os avanços da tecnologia e com preocupação ambiental. Isto levanta uma séria preocupação com harmônicos gerados pelos conversores estáticos dos EVs que são alimentados a partir de um ramal distribuição público ou doméstico.

Harmônicos significativos podem causar transtornos como sobrecarregar transformadores, provocar a instabilidade de tensão em áreas residenciais, e distorcer consideravelmente formas de onda da corrente elétrica CA senoidal, gerando estresse mecânico dos materiais elétricos e superaquecimento devido a perda de potência aumentada.

Todos os conversores, sejam eles embarcados nos veículos ou baseado nas estações de abastecimento públicas, são compostos de componentes não-lineares que auxiliam na geração de harmônicas durante os processos de retificação / conversão; o espectro de harmônicos varia dependendo do tipo de retificador / conversor utilizado.

No abastecimento doméstico é usado o retificador embarcado que converte a tensão 220VAC da rede, retificando-a e, em seguida, ajustando-a para a tensão necessária, adequada para a bateria.

Hoje em dia, a maioria dos carregadores EV, baseiam-se em retificadores modulados em largura de pulso (Retificadores PWM). Em um circuito retificador PWM, os transistores de potência são comutados em frequências muito mais elevadas do que a frequência da rede de CA, permitindo a comutação instantânea e a correção do fator de potência. Estes retificador PWM, que são usados nos EVs são conhecidos como "buck-boost" PWM.

O "Buck" evita a sobrecorrente e reduz a tensão se a tensão da fonte é maior do que a da bateria, o "Boost" regula a corrente e aumenta a tensão, se a fonte é menor que o bateria. Estes conversores PWM tem capacidade de fornecer energia para a rede durante o pico de demanda e exigem que os componentes eletrônicos sofisticados mencionados anteriormente.

A taxa de harmônicos do Nissan LEAF foi usada para modelar os harmônicos de um EV típico a uma taxa de carregamento normal, para a simulação de uma retificador PWM em PSIM, considerando parâmetros da rede de transmissão de energia a partir de um alimentador, fornecidos pela concessionária inglesa de energia London Hydro.

A conclusão foi a de que um grande número de EVs (mais de mil) podem ser ligados a um alimentador, sem a danificar gravemente qualquer equipamento.

A coisa importante a notar é que a ressonância da rede irá variar ao longo do dia, do mês ou das estações do ano, e satisfazer a estas condições de pior caso com harmônica 5ª ordem na rede é muito raro.

Assim, não há problemas de qualidade de energia adversos que surgiria durante a operação normal do sistema. Mesmo se a Londres Hydro atingisse o seu limite de EVs ligado ao alimentador, não poderia causar um problema devido ao crescimento a tecnologia atual, em conversores.

Veja também:

Freio Regenerativo (Sistema de Recuperação de Energia Cinética)





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Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.