BR102017016569A2

BR102017016569A2 - Regulador de energia para equipamentos elétricos

Info

Publication number: BR102017016569A2
Application number: BR102017016569-8A
Authority: BR
Inventors: Joaquim Botinha Da Cunha; Evandro Luís Alves De Castro; Marcos Menecucci Ferri Horta; Mauricio Ferreira Antunes; Adriano Leopoldino De Paula
Original assignee: Marcos Menicucci Ferri Horta; Joaquim Botinha Da Cunha; Evandro Luís Alves De Castro; Maurício Ferreira Antunes; Adriano Leopoldino De Paula
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-03-19

Abstract

regulador de energia para equipamentos elétricos. a presente invenção aplica-se à área de energia elétrica, fotovoltaica eólica ou outras fontes renováveis e refere-se a equipamento regulador de energia que visa gerenciar o uso simultâneo de fontes de energia diversas, priorizando o uso de fontes renováveis (fotovoltaica e eólica em especial, por serem fontes instável na geração) que necessitam ser estabilizadas e complementadas por outras fontes de energia, a fim de manter o funcionamento constante um equipamento elétrico qualquer.

Description

[01] A presente invenção aplica-se à área de energia elétrica, fotovoltaica eólica ou outras fontes renováveis e refere-se a equipamento regulador de energia que visa gerenciar o uso simultâneo de fontes de energia diversas, priorizando o uso de fontes renováveis (fotovoltaica e eólica em especial, por serem fontes instável na geração) que necessitam ser estabilizadas e complementadas por outras fontes de energia, a fim de manter o funcionamento constante um equipamento elétrico qualquer.

[02] Atualmente existem sistemas análogos, porém não apresentam a amplitude do regulador de energia ora descrito.

[03] O sistema fotovoltaico conectado a rede (On Grid) onde toda energia gerada é disponibilizada na rede elétrica, sendo que o que não é consumido é injetado na rede da concessionária e o que falta é fornecido pela mesma. No sistema brasileiro, quando há falta da energia de rede todo sistema é desligado, uma vez que o sistema on grid é parte integrante da rede da concessionária.

[04] O sistema Off Grid sem bateria, onde a geração fotovoltaica ou eólica está contida nela mesma, ou seja, em caso de falta de geração, o equipamento elétrico que está consumindo energia cessa sua atividade ou fica instável.

[05] O sistema Off Grid com bateria onde toda energia gerada no sistema é disponibilizada pelas fontes para bateria e posteriormente para o equipamento elétrico.

[06] Objetivando superar as dificuldades apresentadas nos sistemas existentes, foi desenvolvido o presente equipamento que regula e controla o fornecimento de energia para equipamentos elétricos a partir de uma fonte primária fotovoltaica, eólica, biomassa, ou seja, renováveis. É complementado simultaneamente por fonte secundária, seja rede elétrica, gerador a combustão ou baterias, que visa a manutenção dos níveis de tensão e da corrente elétrica necessários para o funcionamento do equipamento. Na falta da energia secundária, estabelece-se uma faixa de trabalho do equipamento elétrico dentro das condições da energia gerada pela fonte renovável, sempre priorizando a fonte renovável.

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2/5 [07] O equipamento não injeta energia na rede da concessionária que é responsável pelo serviço de distribuição de energia em rede, portanto, não faz parte do sistema da concessionária.

[08] O presente equipamento difere-se do funcionamento de equipamentos elétricos ligados a uma fonte renovável, pois estes equipamentos são ligados diretamente a uma fonte renovável que está sujeita à variação de tensão e à corrente gerada por essa fonte, ou seja, sem manter o funcionamento constante. [09] O presente equipamento gerencia e complementado com energia secundária, de tal forma que o equipamento elétrico mantém seu desempenho ideal, permitindo no final a maior economia possível de energia secundária (rede ou geradores), e sem riscos de retorno de energia para a rede.

[010] O MU 8700033-4 - Economizador ou regulador ou controlador de energia elétrica - para aplicação em aparelhos elétricos resistivos, objetiva economizar energia elétrica e outras economias, por exemplo: no fluido, que, no caso do chuveiro elétrico, é a água; economia na vida útil dos discos de máquinas de cortar cerâmica; discos de lixa, etc. Pode ser montado em seis tipos principais: representado por 20 e 30, para potências maiores; modelo montado internamente em qualquer tipo de equipamento resistido, para as potências elétricas menores e maiores; o modelo 32, para potências menores, o qual é plugado às tomadas convencionais; modelo 36, que vai embutido internamente às caixas de montagem no interior das paredes; e o outro modelo 44, 50, 51, 54, 55 e 56 é o representado pela régua de tomadas, o qual tem duas versões: uma que possui adicionalmente proteção contra descargas atmosféricas para as cargas elétricas; e outra versão que não tem este acessório. Difere-se da presente patente por controlar apenas uma única fonte de energia para aparelhos elétricos resistivos, enquanto o objeto da presente patente é controlar mais de uma fonte energética e aplicar-se além de cargas resistivas, a motor de indução, iluminação, equipamentos de informática, inversores de frequência, eletrodomésticos, ou seja, qualquer equipamento de potência compatível com o controlador.

[011] A BR 10 2015 011178-9 - Nobreak alimentado eletricamente por painéis solares - refere-se a nobreak solar dotado de tecnologia online de dupla conversão em alta frequência, pertencente ao campo dos equipamentos para

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3/5 fornecimento de energia elétrica, utiliza mais uma fonte de energia que vem do Painel Solar (12) conectada diretamente ao circuito do Nobreak através de um Carregador MPPT (maximum power point tracking), que é um carregador solar de acompanhamento de ponto de potência máxima, que não existe nos Nobreaks convencionais, sendo o mesmo interligado diretamente ao conversor DC/DC e as Baterias, dessa forma são três fontes alternativas para suprir as cargas conectadas, sendo a principal a proveniente da energia solar, após a da rede elétrica e por último, como backup, as das Baterias Difere-se da presente patente por utilizar apenas a energia solar para suplementar a energia do nobreak, não disponibilizando para carga a energia do painel, enquanto o objeto da presente patente permite trabalhar simultaneamente com diversas fontes de energia simultâneas e controladas para priorizar as fontes renováveis.

[012] A PI 0208979-3, também publicado como AT2002000108, - INVERSOR DE CORRENTE - refere-se a inversor de corrente, especialmente para uma instalação solar fotovoltaica, consistindo pelo menos de um conversor DC DC (3), de um circuito intermediário e de um conversor DC - AC, e ao qual se pode conectar uma fonte de energia ou, eventualmente, um gerador de energia, particularmente um módulo solar e/ou uma bateria, sendo que este pode ser conectado com uma rede de tensão alternada e/ou com um ou mais consumidores. Um transformador do conversor DC - DC apresenta de um lado do primário diversos enrolamentos do primário para diferentes faixas de tensão de entrada. Os enrolamentos do primário podem ser opcionalmente conectados em série por meio de pelo menos um dispositivo de conexão, de acordo com a altura da tensão de entrada que lhe for alimentada, fazendo com que se possa ajustar diferentes relações de transformação para o transformador. Difere-se da presente patente pois somente trabalha com uma única fonte de energia e inverte para alternada, enquanto o objeto da presente patente trabalha com diversas fontes de energia para estabilizar a energia da saída.

[013] O REGULADOR DE ENERGIA PARA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS ora descrito apresenta as seguintes vantagens:

[014] - permite o uso de diversas fontes de energia para o funcionamento de um equipamento elétrico de forma eficiente, mantendo o equipamento elétrico em seu desempenho ideal;

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4/5 [015] - utiliza o máximo de energia renovável e apenas complementando da energia secundária (rede, gerador, etc.);

[016] - não retorna energia para rede da concessionária ou para a rede do cliente, não há riscos de acidente.

[017] A presente patente poderá ser visualizada nas figuras anexas, as quais:

[018] Afigura 1 ilustra vista explodida do equipamento.

[019] A figura 2 ilustra a planta e elevação do equipamento.

[020] A figura 3 ilustra o bloco eletrônico gerencial do equipamento sem encapsulamento.

[021] A figura 4 ilustra o fluxo de funcionamento do equipamento.

[022] A figura 5 ilustra o algoritmo de funcionamento do equipamento.

[023] De acordo com a Figura 1, o equipamento possui caixa metálica (1), prensa cabos (2 a 5), bloco eletrônico gerencial (6) constituído de placa eletrônica encapsulada com epóxi, interruptor (7), display (8), borne 1 positivo rede elétrica (9), borne 2 negativo rede elétrica (10), borne 3 positivo placa fotovoltaica (11), borne 4 negativo placa fotovoltaica (12), borne 5 positivo bateria (13), borne 6 negativo bateria (14), borne 7 positivo geradores (15), borne 8 negativo geradores (16), borne 9 positivo saída para equipamento (17) ( motor, iluminação, Tl ou inversor), borne 10 negativo saída para equipamento (18) ( motor, iluminação, Tl ou inversor).

[024] De acordo com a figura 2, a planta e elevação do equipamento é constituída de tampa metálica ou plástica (19), caixa metálica (1) com dissipador de calor, bloco eletrônico gerencial (6) e prensas cabo (2 a 5).

[025] De acordo com a figura 3, o bloco eletrônico gerencial (6) sem encapsulamento é composto de interruptor (7), display (8), retificador (20), sensores de corrente e tensão (21), circuito integrado 1 (22), circuito integrado 2 (23), relés (24 a 27) e bornes (9 a 18).

[026] De acordo com a Figura 5, o fluxo de funcionamento do equipamento ilustra as diversas fontes de energia disponíveis a qual o equipamento pode gerir e processar e os diversos equipamentos que podem consumir esta energia, sendo placas fotovoltaicas (28), baterias (29), rede elétrica (30) da concessionária, geradores (31) (eólicos, alternado de veículos ou outros), equipamento (32), motor elétrico (33) ou equipamentos que dependam de motor

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5/5 ( geladeira, ar condicionado e outros), equipamentos de informática (34), inversores de energia (35) e iluminação (35).

[027] De acordo com as figuras 1 a 5, o equipamento é constituído de um painel composto de bornes de entrada de fontes disponíveis que serão processadas e controladas por uma placa eletrônica gerencial, que retifica a energia da rede ou de outra fonte (secundária), mede a tensão e corrente oriundas da placa fotovoltaica e ou eólica e complementa esta energia com outra fonte, desenvolvida de tal forma a maximizar o uso das fontes fotovoltaicas e eólica e complementar com energia de fontes secundárias, disponibilizando essa energia em bornes de saída, de forma a estabilizar o funcionamento dos equipamentos elétricos.

[028] De acordo com a Figura 4, é possível verificar o funcionamento do equipamento acompanhando-se o fluxo da energia, ou seja, o equipamento irá sempre gerenciar as fontes de energia de tal maneira que o equipamento a ser energizado trabalhe em sua capacidade máxima, utilizando-se sempre do máximo de energia fotovoltaica disponível e apenas complementando com outras fontes.

[029] O sistema só consome da fonte secundária o que não é fornecido na fonte primária. Na instalação do sistema em uma carga com o dobro de potência em relação à fonte primária, foi obtido uma economia de 50% da energia secundária, em relação ao mesmo equipamento ligado apenas na fonte secundária.

[030] O presente equipamento poderá ser empregado em locais em que a rede elétrica não comportar as cargas dos clientes, sendo suplementadas por geradores, fontes renováveis, baterias, e também poderá ser utilizado em redes elétricas DC para as áreas de iluminação, principalmente em Led e também TI, cargas que trabalham em DC.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. “REGULADOR DE ENERGIA PARA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS”, caracterizado por possuir caixa metálica (1), prensa cabos (2 a 5), bloco eletrônico gerencial (6) constituído de placa eletrônica encapsulada com epóxi, interruptor (7), display (8), borne 1 positivo rede elétrica (9), borne 2 negativo rede elétrica (10), borne 3 positivo placa fotovoltaica (11), borne 4 negativo placa fotovoltaica (12), borne 5 positivo bateria (13), borne 6 negativo bateria (14), borne 7 positivo geradores (15), borne 8 negativo geradores (16), borne 9 positivo saída para equipamento (17), ( motor, iluminação, TI ou inversor), borne 10 negativo saída para equipamento (18) ( motor, iluminação, TI ou inversor).
2. “REGULADOR DE ENERGIA PARA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela a planta e elevação do equipamento ser constituída de tampa metálica ou plástica (19), caixa metálica (1) com dissipador de calor, bloco eletrônico gerencial (6) e prensas cabo (2 a 5).
3. “REGULADOR DE ENERGIA PARA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS”, de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado pelo bloco eletrônico gerencial (6) sem encapsulamento ser composto de interruptor (7), display (8), retificador (20), sensores de corrente e tensão (21), circuito integrado 1 (22), circuito integrado 2 (23), relés (24 a 27) e bornes (9 a 18).
4. “REGULADOR DE ENERGIA PARA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS”, caracterizado pela interação com diversas fontes de energia disponíveis a qual o regulador pode gerir e processar e os diversos equipamentos que podem consumir esta energia, sendo placas fotovoltaicas (28), baterias (29), rede elétrica (30) da concessionária, geradores (31) ( eólicos , alternado de veículos ou outros), equipamento (32), motor elétrico (33) ou equipamentos que dependam de motor ( geladeira, ar condicionado e outros), equipamentos de informática (34), inversores de energia (35) e iluminação (35).

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5. “REGULADOR DE ENERGIA PARA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS”, caracterizado pelo equipamento ser constituído de um painel composto de bornes de entrada de fontes disponíveis que serão processadas e controladas por uma placa eletrônica gerencial, que retifica a energia da rede ou de outra fonte (secundária), mede a tensão e corrente oriundas da placa fotovoltaica e ou eólica e complementa esta energia com outra fonte, maximizando o uso das fontes fotovoltaicas e eólica e complementandoo com energia de fontes secundárias, disponibilizando essa energia em bornes de saída, de forma a estabilizar o funcionamento dos equipamentos elétricos.