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Pesquisa e Desenvolvimento A- A+

Para fazer frente aos desafios do setor elétrico, o desenvolvimento e a inovação tecnológica na Eletrosul são permanentemente fomentados por políticas, estratégias e diretrizes vinculadas aos negócios da empresa e da Eletrobras, atendendo às demandas do ambiente competitivo. A Eletrosul prioriza as pesquisas de novas tecnologias nas áreas de geração e transmissão de energia, e busca difundir a sustentabilidade e o conhecimento científico por meio da parceria com conceituadas universidades, centros de pesquisas e empresas.
 
A parceria de quase 40 anos com o Centro de Pesquisa de Energia Elétrica (Cepel) possibilita a realização de encontros, reuniões técnicas e projetos específicos, abrangendo estudos energéticos e econômico-financeiros, supervisão, controle e proteção de sistemas elétricos, planejamento e operação, e tecnologia de equipamento de transmissão.
Para investir em P&D, as empresas submetem à aprovação da Aneel um programa constituído de um ou mais projetos, contendo as metas físicas e financeiras da proposta. Os projetos de P&D regulados pela Aneel estão em conformidade com a Lei nº 9.991 , de 24 de julho de 2000, o art. 24 da Lei nº 10.438 , de 26 de abril de 2002, e o art. 12 da Lei nº 10.848 , de 15 de março de 2004. Saiba mais: 

 

PROJETOS DE P&D CONCLUÍDOS EM 2016

Desenvolvimento de uma Célula a Combustível Microbiana para Geração de Energia Elétrica Distribuída

Esse projeto desenvolvido pela Universidade Federal Fluminense visava prospectar microorganismos capazes de gerar eletricidade a partir de uma célula combustível microbiana destinada à geração de energia elétrica de forma distribuída. Pretende-se que esta célula empregue micro-organismos capazes de degradar efluentes industriais e/ou domésticos nocivos ao meio ambiente e, ao mesmo tempo, gerar energia elétrica.

Nas primeiras fases do projeto atingiu-se o objetivo inicial de desenvolver, em escala laboratorial, uma célula a combustível microbiana que utiliza vinhaça como substrato. A potência alcançada é da ordem de mW/m2. Foi realizado um termo aditivo ao projeto estendendo-o por mais 12 meses. Neste período busca-se melhorar o entendimento do processo de geração de energia na célula proposta, bem como elevar o nível (densidade) de potência gerada.

Microbiana

 

Figura – Visão do Protótipo

 

VTR-1000: Sistema de Medição para Pátio de Subestações

Neste projeto de P&D está previsto o desenvolvimento de um sistema de medição de alta sensibilidade, seletividade e portabilidade de 50 Hz até 2000 Hz para uso em pátio de subestações. O foco do projeto são os sistemas de aterramento (malha e conexões). O sistema agrega tecnologias atuais, unindo conceitos de processamento de sinais, microeletrônica, automação de medidas e metrologia científica aplicada em medições em ambientes de alta interferência eletromagnética. O projeto está sendo executado pela Universidade Federal Fluminense.

Está em desenvolvimento na décima segunda fase e no decorrer do ano de 2015 foram montados protótipos e foi realizado ensaio de campo na SE Palhoça onde os resultados alcançados verificaram que as medidas realizadas com o sistema desenvolvido ao longo do projeto se mostraram, em algumas circunstâncias, mais precisas que aquelas realizadas com a metodologia em uso. Em 2016 será concluído o projeto com a disponibilização dos medidores miniaturizados e com um sistema para desktops para emissão de relatórios no mesmo formato hoje gerado pela Eletrosul.

 

Figura – Protótipo do Medidor

 

Sistema de Medição e Registro Eletrônico e Mecânico de Dados de Velocidade Máxima de Ventos em Torres de Transmissão

O projeto consiste no desenvolvimento de um protótipo operacional, nos moldes de uma "caixa preta", de um sistema para medição, armazenamento e coleta de dados de velocidade e direção dos ventos. Este sistema, por sua vez, será constituído por um equipamento para realizar a medição e o armazenamento dos dados de velocidade e direção de ventos, um equipamento para coletar esses dados armazenados e um software de gerenciamento desses dados. O projeto está sendo executado pelo Instituto de Tecnologia e Desenvolvimento Econômico e Social - ITEDES.

Foi completado o desenvolvido do equipamento proposto, isto é, anemômetro digital 3D e o sistema para registro eletrônico e mecânico dos dados. Foram realizados testes em linhas de transmissão em Londrina e em Campo Grande. Os resultados se mostraram bastante satisfatórios, atendendo aos requisitos de projeto de leitura, registro e transmissão de temperatura, velocidade e direção dos ventos incidentes em torres.

Devido aos bons resultados obtidos o projeto foi prorrogado por mais 16 meses, com o objetivo de desenvolver um sistema computacional para armazenar e manipular os dados coletados pelo equipamento desenvolvido. Ainda sim, melhorias também serão realizadas no equipamento.

Com este protótipo, após certificado, atenderemos ao disposto na Resolução Nº 270 da ANEEL. Tal resolução exige que as transmissoras de energia elétrica apresentem relatório técnico de comprovação para os casos de queda de torre causada por ventos de intensidade superior aos valores nominais de projeto.

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Figura - Instalação do Equipamento Completo em Campo Grande.

 

Arranjos Técnicos e Comerciais para Inserção da Geração Solar Fotovoltaica na Matriz Energética Brasileira

Em atendimento à chamada pública da ANEEL Nº 13/2011, está sendo desenvolvido o projeto denominado “Implementação de um complexo Fotovoltaico na sede da Eletrosul buscando arranjo tecnológico, comercial e normativo viável”, sendo uma expansão da usina Megawatt Solar, visando inserção da geração de energia fotovoltaica na matriz energética nacional e estudo das demais tecnologias de geração fotovoltaica, além dos vários testes e ensaios no sistema impactado pela conexão do Megawatt Solar. O projeto sendo executado pela Fundação Centros de Referência em Tecnologias Inovadoras – CERTI.

Está em desenvolvimento na décima fase e no decorrer do ano de 2015 foi contratada, instalada, comissionada e posta em operação uma usina fotovoltaica de P&D no pátio da Sede da Eletrosul composta por cinco tecnologias distintas, a saber: BIPV, CIGS, CdTe, HIT e híbrido PV-Thermal totalizando 6 kWp. Em dezembro de 2015 a usina fotovoltaica de P&D foi integrada ao SAGE possibilitando o acompanhamento do seu desempenho juntamente com todo o Megawatt Solar.

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Figura – Usina Fotovoltaica de P&D

 

 

 

PROJETOS DE P&D EM ANDAMENTO  

Substituição de banco de baterias de subestações por meio de utilização de célula à combustível

Neste projeto está previsto o desenvolvimento de um sistema de backup elétrico, baseado na utilização de hidrogênio, capaz de substituir os bancos de baterias em subestações. Para tanto, será desenvolvido um eletrolisador com tecnologia nacional dimensionado para produzir hidrogênio pressurizado em quantidade suficiente para alimentar uma célula a combustível e que permita o armazenamento do gás sem a utilização de compressores.

O sistema de backup poderá ser aplicado em subestações da Eletrosul e também pode ser replicado. O projeto está sendo executado pela Hytron Indústria Comércio e Assessoria Tecnológica em Energia e Gases Industriais Ltda e a Fundação CPqD - Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações.

O projeto está na sua nona etapa de desenvolvimento, e já foram adquiridos a Célula a Combustível, um Banco de Baterias de Ion Lítio, bem como praticamente todo o material e equipamentos para a montagem do Eletrolisador, sendo que o próximo passo será o ensaio do Banco de Baterias.

 

Arranjos Técnicos e Comerciais para Inserção da Geração de Energia Elétrica a Partir de Biogás Oriundo de Resíduos e Efluentes Líquidos na Matriz Energética Brasileira

Em atendimento à chamada pública da ANEEL nº 014/2012, está sendo desenvolvido o projeto denominado “Arranjo Técnico e Comercial para Geração de Energia Elétrica conectada à Rede a partir do Biogás oriundo de dejetos de suínos no município de Itapiranga em Santa Catarina”, que prospecta a inserção sustentável dessa biomassa na Matriz Energética Brasileira.

Está previsto a construção de uma Mini Central Termoelétrica a biogás em torno de 400 kW instalados, um gasoduto e construção de dois biodigestores com tecnologias alternativas e adaptadas a realidade nacional. O início ocorreu em setembro de 2013 e tem como executoras as seguintes entidades de pesquisa:

 

-           Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA – Concórdia - SC;

-           Fundação Centros de Referência em Tecnologia - CERTI – Florianópolis - SC;

-           Fundação Parque Tecnológico Itaipu - FPTI - Foz do Iguaçu - PR;

-           Instituto de Tecnologia Aplicada e Inovação – ITAI - Foz do Iguaçu- PR;

-           Fundação de Estudos e Pesquisas Sócio – Econômicos – FEPESE (UFSC) – Florianópolis/SC;

-           Universidade Feral de Santa Maria – UFSM - Santa Maria - RS.

 

Em 2014 as principais atividades foram levantamentos de dados em campo e pesquisas. Durante o ano de 2015 foram desenvolvidos os projetos básicos e executivos para implementação da Mini Central Termoelétrica, biodigestores e canalização. Atualmente estamos aguardando o Licenciamento Ambiental para contratação da execução e de aquisição de materiais. Em out/ 2015 a APD apresentou à ANEEL os resultados parciais do projeto.

Mapa com MCT e NB do P-14 - Local.png

 

Tecnologia de Biodigestão para o Processamento de Resíduos Agrícolas Adequadas ao Contexto Rural Brasileiro

Está executado pelo Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento – LACTEC, este projeto tem por objetivo o desenvolvimento de tecnologia de sistema de tratamento de resíduos agrícolas utilizando a biodigestão como forma de estabilização da matéria orgânica.

No contexto rural brasileiro, a biodigestão é uma técnica importante para o saneamento, pois permite reduzir o impacto ambiental dos resíduos agropecuários, além de contribuir para a sustentabilidade destas atividades, reduzindo ouso de fertilizantes derivados de fontes não renováveis. A linha de pesquisa visa obter o aumento de produção de gás metano utilizando técnicas de biodigestão inovadora e menor custo.

Este projeto foi suspenso no ano de 2014 e teve sua execução reiniciada em out/2015 e os projetos básicos e executivos do biodigestor principal estão em elaboração. Foi obtido uma propriedade em Itapiranga –SC que reuniu as condições necessárias para continuação do projeto, por possuir licenciamento ambiental.

 

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Figura – Protótipos para Tratamento dos Resíduos

 

Novas Geometricas e Materiais para Transformadores Piezoelétricos Operando em Alta Tensão

Neste projeto será desenvolvido um protótipo de transformador piezoelétrico (PT) para operação em alta tensão com ênfase em novas geometrias e materiais. O objetivo principal é a obtenção de alta relação de transformação em alta tensão com alta densidade de potência, miniaturização e baixo ruído.

Tradicionalmente, conversores eletrônicos de potencia se baseiam em transferência de energia indutiva, como exemplo, o transformador magnético. Uma alternativa possível ao transformador magnético convencional é o transformador piezoelétrico (PT). Devido ao aparecimento de novos materiais piezoelétricos com melhores características piezoelétricas, os PTs estão ganhando atenção renovada para aplicações em eletrônica de potencia. Os PTs não apresentam as desvantagens dos transformadores indutivos.Os PTs são compactos, baixo peso, possuem boa eficiência, e podem miniaturizar modernos dispositivos de potencia. Entre as vantagens dos PTs são as, geometrias simples e baixo custo. Os PTs possuem o beneficio de uma operação inerentemente senoidal sem emissão de radiação eletromagnética. Desta forma, os PTs podem operar com alta tensão e com grande isolação. Essas características são especialmente importantes para aplicações em pequenas dimensões.

Para a Eletrosul que possui por volta de 60 subestações (cerca de 40 próprias e 20 terceirizadas), o protótipo desenvolvido permitirá uma medição precisa e confiável de tensão e corrente, possibilitando a análise da qualidade da energia em vários pontos da subestação (SE). A solução também é perfeitamente aplicável fora da SE, podendo monitorar pontos estratégicos na linha de transmissão. Esta nova solução para transformadores de alta tensão poderá ser um diferencial tecnológico com garantia de eficiência e sem uso de materiais nocivos ao meio ambiente. A aplicabilidade do projeto de PD&I também está relacionada com a possibilidade de termos uma medição mais precisa e confiável de tensão a partir da utilização de novas geometrias e materiais piezoelétricos (quartzos, cerâmicas e polímeros), tendo em vista que a tecnologia piezoelétrica tem se apresentado como uma alternativa viável na medição em ambientes de alta tensão.

 

Desenvolvimento de Processos Industriais para Fabricação de Células Solares com Pasta de Alumínio e Passivação

Durante o ano de 2015, foram desenvolvidas ações visando atender as demandas do Projeto P&D ANEEL referente ao Desenvolvimento de Processos Industriais para Fabricação de Células Solares com Pasta de Alumínio e Passivação.

Esse convênio foi assinado em 01 de agosto de 2014, com previsão de duração de 24 meses.

O valor total previsto para o convênio é de R$ 1.777.107,28. Do montante total deste valor  foi estabelecido que a Eletrosul disponibilizaria R$ 1.385.620,00, parcelados conforme cronograma de desembolso e R$ 391.487,28 de contrapartida da UBEA/PUCRS.

Conforme estabelecido no Cronograma inicial do Convênio, em 22 de julho de 2015, a UBEA/PUCRS enviou à Eletrosul os Relatório Nº 1 e 2, relativos ao cumprimento da Meta 1 “Aperfeiçoamento do processo de produção de células solares em campo retrodifusor formado pela deposição de pasta de AL sem passivação na face posterior, Fase 1 “Avaliação e otimização da formação do campo radiofusor seletivo de boro/alumínio” e Fase 2 “Otimização da velocidade de esteira  e temperatura de queima das pastas metálicas”.

 

 

Desenvolvimento do processo de obtenção do silício metálico grau solar e qualificação em células solares

Desenvolvido com a FUCRI – Fundação Educacional de Criciúma, mantenedora da UNESC - Universidade do Extremo Sul Catarinense em parceria com o Instituto de Pesquisas Energéticas Nucleares - IPEN, o projeto visa obter o silício purificado ao grau solar.

O silício purificado é a matéria-prima necessária para fabricação de células fotovoltaicas, para utilização em módulos solares e associado a outros projetos da Eletrosul vai permitir o domínio em toda a cadeia de produção dos módulos para gerar energia limpa a partir da energia solar.

O projeto retomou suas atividades em dezembro de 2015. Ao longo de 2016 serão realizadas as atividades de certificação de silício em instituição internacional e o pedido de depósito de patente do processo produtivo.

Enquanto a certificação atestará os resultados obtidos ao longo da pesquisa o pedido de depósito de patente garantirá à Eletrosul a propriedade de uma tecnologia inovadora, de custo mais baixo em relação ao processo Siemens tradicional e de grande interesse nacional. 

Figura – Produção de Briquetes de Silício

 

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