A carregar...
Publicação
Balanceamento de carga com carregamento de veículo elétrico
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 23.47 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
O presente documento corresponde ao relatório de estágio do aluno Gonçalo Ferreira do Mestrado em Engenharia Eletrotécnica do Instituto Superior de Engenharia de Coimbra. O estágio foi realizado na empresa EFAPEL S.A. , onde foi desenvolvido um projeto relacionado com o balanceamento de carga aplicado ao carregamento de veículos elétricos.
A necessidade do balanceamento de carga surge no seguimento do aumento do número de veículos elétricos no parque automóvel e a crescente necessidade de carregamento desses veículos em contexto habitacional de uma forma segura e sem perturbar o dia a dia dos habitantes. Sem um sistema de gestão, o carregamento do veículo pode provocar o disparo do disjuntor geral, danificar o ramal de entrada da habitação ou prédio e/ou como também obrigar o utilizador a contratar potência superior, o que aumenta seus custos. Devido a estes fatores acima referidos é importante implementar um método que permita ajustar dinamicamente a potência entregue ao veículo elétrico, sem que haja perda de alimentação das cargas na restante habitação.
Neste trabalho foi desenvolvida uma solução integrada para o balanceamento dinâmico de carga aplicado a veículos elétricos em ambientes residenciais. Foi implementado um sistema inteligente capaz de monitorizar em tempo real o consumo elétrico total da residência e ajustar dinamicamente a potência fornecida ao carregador de veículo elétrico.
Foram analisados diversos métodos de balanceamento de carga, optando-se pela utilização de algoritmos baseados em regras devido à sua simplicidade, robustez e adequação à capacidade de processamento do microcontrolador ESP32. No âmbito do projeto, foi desenvolvida a comunicação entre o módulo ESP do carregador e a Gateway da EFAPEL S.A utilizando a tecnologia Zigbee. Também foi desenvolvida a comunicação entre o carregador e o módulo ESP via UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter).
Foram considerados dois algoritmos de balanceamento de carga, (um baseado nas regras do algoritmo ABB e um algoritmo baseado em regras). Devido a necessidade de recolha e tratamento de dados de forma centralizada, optou-se por utilizar a Gateway para implementar o algoritmo. Assim, o módulo associado ao carregador de veiculo seria apenas um "slave"das ordens enviadas pela Gateway. Esta abordagem, abre a possibilidade de no futuro existir um controlo total da solução de carregamento via acesso remoto, pois a Gateway permite ligação a exterior/web.
O trabalho incluiu ainda a análise de mercado dos carregadores dos concorrentes, o estudo das normas aplicáveis, o desenvolvimento de firmware e a integração com o sistema da Gateway da EFAPEL.
Foram realizados testes práticos, nos quais foi validado o comportamento do algoritmo. Os testes consistiram em simular diferentes cenários de consumo doméstico e verificar a reação do algoritmo. Em todos os ensaios, verificou-se que a máxima potência disponível era sempre entregue ao carregador sem ultrapassar o limite definido. O algoritmo foi testado várias vezes em diferentes condições de carga para garantir consistência e fiabilidade dos resultados, o que foi conseguido.
Descrição
Palavras-chave
Balanceamento de carga Carregamento de veículos elétricos Gestão dinâmica de potência ESP32 Zigbee
Contexto Educativo
Citação
Editora
Licença CC
Sem licença CC