A tecnologia possui um papel central na geração de energia renovável. Afinal, a demanda energética global está em constante crescimento. Nesse contexto, para atender à necessidade de uma transição em larga escala, é indispensável voltar-se à inovação.
Isso porque, por mais que o avanço de alternativas limpas e inesgotáveis seja crescente, especialmente no uso de turbinas eólicas e de painéis solares, é vital garantir que o uso delas seja economicamente viável e alinhado às exigências da sociedade e do mercado.
Para entender a importância da tecnologia nesse contexto e como ela está impulsionando esse movimento, primeiro é essencial entender o que é energia renovável exatamente e qual é a importância dela. Veja todos os detalhes a respeito neste artigo.
Como o próprio nome sugere, energia renovável é aquela obtida a partir de recursos que não terminam. Ou seja, trata-se de uma fonte energética praticamente inesgotável, já que pode ser reabastecida naturalmente.
Vale salientar que nem todo recurso natural é renovável. Por exemplo, o petróleo, o carvão mineral e o urânio são obtidos na natureza e podem ser utilizados na geração energética, mas são finitos e danosos ao ambiente.
Já alternativas como painéis solares, turbinas eólicas e as próprias usinas hidrelétricas estão na categoria de energia renovável, uma vez que não se esgotam e podem ser administradas de forma sustentável.
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Por não emitirem gases de efeito estufa e outros poluentes que prejudicam o meio ambiente e a saúde humana, essas fontes são indispensáveis para o combate das mudanças climáticas e na própria manutenção de um mercado mais viável para o futuro.
Como se não bastasse, a energia renovável possui impactos socioeconômicos relevantes, já que permite diversificar a matriz energética e reduzir a vulnerabilidade em relação à flutuação de preços de combustíveis e às limitações no fornecimento de eletricidade.
Indiscutivelmente, a energia renovável oferece resultados significativamente mais viáveis e sustentáveis em relação às fontes energéticas tradicionais. Entretanto, o processo de desenvolvimento dela pode ser desafiador.
Afinal, diversas variáveis devem ser consideradas, como os tipos de cargas que influenciam as demandas de energia, o rendimento obtido a partir da irradiância solar ou da previsão de intensidade dos ventos, entre outras.
Isso significa que, antes de implementar a energia renovável, é imprescindível realizar a prototipagem e testar todos os componentes e respectivas variabilidades. O problema é que esse é um processo trabalhoso e que gera enormes custos.
Diante disso, a tecnologia tornou-se imprescindível para tornar os protótipos mais acessíveis e eficientes. Com as ferramentas que a OPENCADD oferece, é possível modelar e simular todos os componentes que formam os sistemas de energias renováveis.
Assim, os investimentos tornam-se muito mais viáveis, uma vez que fica mais rápido e mais barato testar cada variável e explorar os diversos cenários. A partir da predição dos resultados, a prototipagem torna-se mais célere e a implementação final ainda mais segura.
Atualmente, os engenheiros e pesquisadores responsáveis pelo desenvolvimento de energia renovável utilizam sistemas como o MATLAB® e Simulink®, que a OPENCADD oferece, para elaborar geradores de turbinas eólicas, painéis fotovoltaicos, e todos os subsistemas de componentes elétricos da rede.
Com as ferramentas tecnológicas, é possível importar dados sobre os ventos por meio de sensores, analisar e prever as condições climáticas para otimizar os parques eólicos, definir turbinas de rotação fixa e variável, monitorar e controlar o desempenho dos geradores, entre outras possibilidades.
Esses mesmos recursos ainda permitem modelar a analisar o desempenho de painéis fotovoltaicos, simular inversores DC/AC, treinar algoritmos para rastrear pontos de potência máxima, desenvolver sistemas fotovoltaicos trifásicos conectados à rede e assim por diante.
A tecnologia também é decisiva para simular as inúmeras variáveis que fazem parte dos sistemas renováveis. Assim, ela permite ajustes mais precisos dos componentes, além de obter o máximo rendimento da aplicação.
As simulações podem ser feitas sobre inúmeros componentes. Veja alguns dos principais exemplos, que englobam tanto a energia renovável eólica quanto aquela gerada a partir da fonte solar:
Aerogeradores: padrões de transformação da força cinética gerada pelos ventos em energia elétrica. Isso considera o funcionamento das pás, rotor, torre, nacele, caixa de transmissão, gerador e anemômetro.
Célula fotovoltaica: com análises dos módulos fotovoltaicos, simulações de temperatura, irradiação, entre outros fatores.
Inversores: visa garantir a segurança do sistema e a plena coordenação das funções de energia ON/OFF, por meio da simulação da inversão das cargas CC para AC.
Sistemas: simulações de desempenho dos sistemas Off-Grid, que consistem em baterias independentes, e On-Grid, que são conectados diretamente à rede.
Controladores de carga: a fim de antever os fatores que geram possíveis sobrecargas e descargas de bateria, bem como as consequências delas.
Torres: desempenho de torres treliçadas e tubulares.
Desempenho: simulações sobre a atuação do sistema sob diferentes variáveis, a fim de garantir o máximo aproveitamento da potência.
Entre outras possibilidades.
A tecnologia aplicada ao desenvolvimento de sistemas de energia renovável também se destaca nas simulações de modelos físicos. Atualmente, o sistema Simscape™ é o preferido dos engenheiros e pesquisadores.
Com ele, é possível montar todo o modelo e conectar diversos domínios físicos diferentes. Ou seja, é possível elaborar diferentes conexões com os respectivos componentes elétricos, mecânicos, de fluidos, entre outros.
Além disso, é possível adicionar e remover efeitos físicos (como perdas elétricas, atrito, variações de temperatura, etc.) e derivar as equações automaticamente. Assim, a definição do melhor design é obtida sem ter de redirecionar as equações e reimplementar todo o modelo.
Viu como a tecnologia é decisiva na implementação de sistemas de energia renovável mais viáveis e eficientes? Quer saber ainda mais como essas ferramentas tecnológicas podem te ajudar? Entre em contato, ficaremos felizes em ajudar!
