A busca incessante por fontes de energia mais limpas e sustentáveis nunca foi tão crítica. Entre as inúmeras opções disponíveis, a energia renovável destaca-se como uma esperança para um futuro mais verde.
No entanto, transformar essa energia natural em eletricidade utilizável é um processo complexo, envolvendo uma série de etapas técnicas e desafios de engenharia.
É aqui que entra a eletrônica industrial, ou eletrônica de potência, um ramo vital da engenharia elétrica dedicado à conversão e controle de potência elétrica com a ajuda de materiais semicondutores.
Dada a natureza crítica e os custos consideráveis associados ao projeto e construção de circuitos eletrônicos de energia, especialmente no âmbito acadêmico, a simulação assume um papel fundamental.
Evitar falhas de projeto não é apenas desejável, mas essencial, devido ao alto custo envolvido. Nesse sentido, ferramentas como MATLAB® e Simulink® se destacam como recursos indispensáveis. A seguir, saiba mais!
O processo de transformação de energia renovável em energia elétrica
A transformação da energia renovável em eletricidade é um processo fascinante. Ele começa com a captação da energia disponível em fontes naturais, como:
- Sol;
- Vento;
- Água;
- Biomassa.
Cada tipo de energia renovável utiliza tecnologias específicas para converter essa energia em eletricidade utilizável.
Para a energia solar, painéis fotovoltaicos absorvem a luz solar, convertendo-a diretamente em eletricidade através do efeito fotovoltaico.
Já as turbinas eólicas transformam a energia cinética do vento em eletricidade, quando o vento gira suas pás, acionando um gerador.
Por sua vez, a hidrelétrica aproveita o fluxo da água, geralmente de uma represa, para girar turbinas conectadas a geradores, convertendo a energia potencial da água em elétrica.
Há ainda a biomassa que é queimada ou fermentada para produzir biogás, que pode ser usado para gerar energia elétrica de maneira similar aos combustíveis fósseis.
Após a geração, a eletricidade pode precisar passar por processos de conversão e condicionamento de potência, utilizando tecnologias de eletrônica de potência, para garantir que sua tensão e frequência sejam compatíveis com as redes elétricas.
Esses processos asseguram que a energia renovável possa ser distribuída e utilizada eficientemente em nossas casas, indústrias e empresas.
MATLAB® e Simulink®: vantagens para simulação e projeto de sistemas de conversão de energia
Utilizar MATLAB® e Simulink® na simulação e projeto de sistemas de conversão de energia renovável oferece várias vantagens significativas. Tais benefícios podem transformar o modo como engenheiros e pesquisadores desenvolvem e testam novas tecnologias.
Essas ferramentas fornecem um ambiente robusto e integrado para modelagem, simulação e análise, o que resulta em processos de desenvolvimento mais rápidos, eficientes e confiáveis.
Entre as principais vantagens de usar MATLAB® e Simulink® estão:
Redução do tempo de projeto
Com MATLAB® e Simulink®, é possível reduzir pela metade o tempo de projeto comparado com métodos tradicionais que envolvem programação extensa e testes em hardware.
O Simulink® facilita o desenvolvimento de modelos numéricos e a geração de códigos para algoritmos de controle em loop fechado (code closed-loop). Isso acelera significativamente o ciclo de desenvolvimento de produtos.
Acesso a componentes prontos para uso e demos testadas
MATLAB® e Simulink® oferecem acesso a milhares de componentes de modelagem elétrica prontos para uso, além de demos validadas que são ideais para iniciar rapidamente a simulação em desktops.
Esse acesso facilita a experimentação e o aprendizado, permitindo que os usuários se concentrem na inovação e na otimização de seus designs.
Toolboxes exclusivas
As toolboxes especializadas para projetos de controle, ponto fixo (Fixed-point), processamento de sinais e certificação proporcionam recursos avançados, essenciais para o desenvolvimento de sistemas de energia renovável complexos.
O time de engenharia da OPENCADD permite que você tenha um ROI significativo por meio de uma abordagem mais refinada e específica para os desafios de design e simulação.
Suporte para simulação em tempo real
Com suporte para simulação em tempo real por meio de plataformas como Speedgoat e hardware em tempo real, MATLAB® e Simulink® permitem testes e validações em um ambiente que se aproxima das condições reais de operação.
Isso é crucial para o desenvolvimento de sistemas de energia renovável, onde a interação com o ambiente real pode ser imprevisível e variável.
Aplicação em circuitos de eletrônica de potência
A capacidade de simular diversos tipos de circuitos de eletrônica de potência, como retificadores, conversores e inversores, dentro do ambiente do MATLAB® e Simulink®, é particularmente vantajosa.
Esses componentes são fundamentais na conversão de energia renovável em formas utilizáveis, como a conversão de DC para AC para alimentar redes elétricas ou dispositivos.
A simulação desses circuitos facilita a análise e a otimização de desempenho, garantindo a eficácia e a eficiência dos sistemas de energia renovável.
Em resumo, o uso do MATLAB® e do Simulink® no desenvolvimento de sistemas de energia renovável oferece uma abordagem integrada que melhora a qualidade, reduz o tempo de desenvolvimento e facilita a inovação.
Tudo isso garante que os projetos não apenas atendam às necessidades atuais, mas também estejam preparados para as demandas futuras.
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