BR102020002941A2

BR102020002941A2 - Gerenciador inteligente de múltiplas fontes de energia

Info

Publication number: BR102020002941A2
Application number: BR102020002941-0A
Authority: BR
Inventors: Paulo Roberto Kroschinky; Georgi Lucki Junior; Arnaud Christophe Pierre Marie Colin
Original assignee: Arnaud Christophe Pierre; Paulo Roberto Kroschinky; Georgi Lucki Junior
Priority date: 2020-02-11
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2021-08-24

Abstract

gerenciador inteligente de múltiplas fontes de energia. trata-se de um sistema de gerenciamento inteligente de múltiplas fontes de energia complementares: 1. a energia elétrica proveniente de painéis fotovoltaicos, 2. a energia elétrica proveniente de geradores eólicos. 3. a energia elétrica proveniente de geradores usando gás natural, assim como a reutilização da energia térmica resultante deste processo (cogeração). 4. a energia elétrica proveniente de geradores usando biogás (também com cogeração). 5. a energia elétrica proveniente da rede de distribuição das concessionárias de energia (eletropaulo, cemig, eletronorte, etc.). 6. qualquer outra fonte de energia que estiver disponível. o sistema poderá conter bancos de baterias independentes para que cada fonte de energia seja mais bem aproveitada, podendo ser utilizada em momentos em que os recursos (gás, fotovoltaica, eólica, etc.) não estiverem disponíveis e, possibilitando ainda que esta energia possa ser retornada à rede elétrica. o sistema gerenciador descrito identifica qual (quais) da(s) fonte(s) acima está (estão) disponível (disponíveis) em cada momento e qual delas é a mais barata. em seguida ele direciona uma energia otimizada para o usuário demandante. ele também supervisiona a contabilização e tarifação da energia utilizada. o gerenciador poderá contar em sua configuração completa ou máxima, entrada de energia fotovoltaica, energia eólica, energia elétrica proveniente de biogás e/ou gás natural com aproveitamento da energia térmica em água quente ou gelada (cogeração) e ainda energia elétrica da rede de distribuição.

Description

GERENCIADOR INTELIGENTE DE MÚLTIPLAS FONTES DE ENERGIA

Campo da invenção

[001] Gerenciamento das múltiplas fontes de geração e cogeração de energia para carregamento de baterias de veículos elétricos e/ou outras demandas de energia elétrica bem como energia térmica e elétrica - cogeração, resultando no melhor custo benefício para o usuário do sistema privilegiando sempre a energia mais econômica.

Fundamentos da invenção

[002] O desenvolvimento de veículos elétricos mais eficientes é um tema muito atual e tem trazido durante os últimos anos grandes melhorias em duração de baterias, baixo consumo energético e alto desempenho de sistemas de tração nos protótipos dos construtores envolvidos. Isto levou ao início relativamente recente da industrialização e comercialização dos modelos mais competitivos, abrindo o caminho para uma expansão/democratização da demanda e uma migração gradativa da fonte de energia dominante para soluções não fósseis e híbridas.

[003] No entanto, o maior desafio será preparar o "grid” energético para suportar essa demanda crescente e conseguir fazê-lo de maneira inteligente, sustentável, disponível, e com custo acessível.

[004] A tecnologia para dimensionamento e gerenciamento de geração e distribuição de energia é primordial para assegurar o aumento da oferta de eletricidade. Algumas soluções baseadas em energias renováveis existem no exterior, porém nenhuma nacional, e mesmo as que já existem não são capazes de gerenciar múltiplas fontes de energia e entregar o melhor custo benéfico, não podendo selecionar em tempo real a melhor fonte de energia a ser utilizada.

[005] O objetivo do projeto consiste em fabricar um protótipo de estação de carregamento nacional capaz de carregar um veículo elétrico (ou outra carga) em tempo razoável (em conformidade com as especificações dos fabricantes de veículos, atuais e futuras) e tendo a flexibilidade de poder utilizar fontes híbridas de energia de maneira automaticamente intercambiável, sendo inicialmente: Energia fotovoltaica, Gás Natural + Cogeração (retorno de energia térmica), Energia eólica, Biogás, Rede elétrica clássica.

[006] O sistema possui uma característica modular e expansível, podendo acrescentar mais fontes de energia dependendo da disponibilidade.

[007] Com o sucesso deste desenvolvimento, será possível instalar estações de carregamento eficientes em lugares remotos ou urbanos sem sobrecarregar a matriz energética pré-estabelecida, abrindo o caminho para a real democratização da mobilidade sustentável.

Breve descrição dos desenhos

[008] A Figura 1 apresenta o esquema completo do sistema gerenciador multifontes, ilustrando as diversas fontes de geração de energia e seu tratamento inteligente pelo processador permitindo a entrega otimizada de energia elétrica para o carregador veicular e outras demandas, assim como entrega de carga térmica proveniente da cogeração. Pode-se observar no desenho o fluxo de geração (placas fotovoltaicas, gerador eólico, rede elétrica) ou cogeração (cogeradores baseados em gás natural e biogás aproveitando a energia térmica), conversão (conversores AC/DC ou DC/DC), armazenamento (baterias), gerenciamento (gerenciador e computador), medição (medidor de energia) e entrega (carregador veicular).

[009] A Figura 2 apresenta o painel do gerenciador de fontes. Ele é composto por uma chave geral giratória seccionadora tipo OTC 25 ou equivalente que desliga todo o controle eletrônico desabilitando todas as entradas de fontes de energia no inversor DC-DC. Cada fonte de energia, chamada de linha de energia, possui proteção de sobretensão tipo OVR PV40 1000P ou equivalente para descarga no aterramento do sistema. A cada linha de energia possui um fusível de proteção para proteção contra surtos. As linhas de energia são selecionadas pelo gerenciador através de reles que por sua vez acionam contatoras que conectam a fonte de energia selecionada à entrada do conversor DC-DC. Todas as contatoras são verificadas se foram devidamente conectadas e desconectadas por sensores de corrente das linhas e também pela monitoração de corrente de carga do conversor DC-DC. Cada linha possui uma chave seccionadora que permite desligar manualmente uma dada fonte de energia, permitindo que o sistema possa ser alimentado por uma ou mais fontes de energia, dependendo das necessidades locais. O painel possui nível de proteção IP 66 de acordo com a NBR IEC 60529 contra líquidos, poeira e choque mecânicos, embora o equipamento seja instalado em uma área protegida do meio ambiente, ou seja, instalado em um ambiente de alvenaria. O painel possui um teclado para permitir visualização de parâmetros, auxiliar na manutenção do sistema e todos os reles e por consequência os contatores possuem redundâncias de maneira a aumentar a proteção do sistema, e cada relé acionado um Led amarelo será acionado em paralelo informando ao usuário qual fonte está acionada. Ainda um teclado está disponível para acionar rotinas de verificação de status, de manutenção, ajustes entre outros. Um display de 16 caracteres por duas linhas, faz a interface local com o usuário além da comunicação com um computador via comunicação serial tipo RS232 ou equivalente.

Descrição da invenção 1 - Introdução

[0010] O gerenciador poderá contar em sua configuração completa ou máxima, entradas de energia fotovoltaica, energia eólica, energia de cogeração e ainda energia elétrica da rede ou outra fonte alternativa.

[0011] Este sistema vem contribuir para a geração de energia limpa para carregamento de veículos elétricos e em casos especiais devolver energia gerada para a rede, aumentando assim o retorno de investimento e aproveitamento da energia gerada.

[0012] O sistema poderá conter bancos de baterias independentes para cada fonte de energia de maneira a ser melhor aproveitada a energia gerada e não consumida, podendo esta energia ser utilizada em momentos sem que os recursos (gás, solar, eólica) não estejam disponíveis e possibilitando ainda que esta energia possa ser retornada a rede elétrica.

2 - Descrição do Sistema

[0013] O sistema deverá ser modular permitindo que sua implementação permita uma composição simples, com apenas uma fonte de energia, sem a necessidade de banco de bateria e ao mesmo tempo permitir a expansão do sistema até sua configuração máxima. A Figura 1 (no arquivo "desenhos”) mostra o sistema em diagrama de blocos para melhor entendimento.

2.1 - Fonte de Energia Solar

[0014] O sistema possui uma entrada de fonte de energia solar composta por placas solares, gerenciador de carga de bateria e um banco de baterias estacionárias. A quantidade de placas será definida conforme a necessidade do sistema, considerando que cada placa fornece 330Wp à uma tensão de 40Vdc podendo ser interligadas vária placas em serie e paralelo. Para efeitos de gerenciamento a máxima saída deverá ser de 500V e 20A, permitida pelo gerenciador.

2.2 - Fonte de Energia Eólica

[0015] O sistema possui uma entrada de fonte de energia eólica com saída em 110Vac ou 220Vac composta por um retificador, um gerenciador de carga de bateria e um banco de baterias estacionarias. A tensão máxima será de 500Vdc à uma corrente máxima de 20A, permitida pelo gerenciador.

2.3 - Fonte de Energia por Cogeração

[0016] O sistema possui uma entrada de fonte de energia por cogeração com saída em 110Vac ou 220Vac ou ainda em 400Vdc, um gerenciador de carga de bateria e um banco de baterias estacionárias. A tensão máxima será de 500Vdc à uma corrente máxima de 20A, permitida pelo gerenciador. O sistema de cogeração possui como entrada uma fonte de gás natural e possui como saída água gelada para ar condicionado e geração de aquecimento para piscinas, banheiros e outras necessidades de aquecimento, além de fornecer energia elétrica, o que permite alto rendimento ao consumo e gás.

2.4 - Fonte de Energia pela Rede Elétrica

[0017] O sistema possui uma entrada de fonte de energia pela rede elétrica de 110Vac ou 220Vac, para permitir a carga do veículo quando nenhuma das fontes anteriores estiverem disponíveis. A tensão máxima será de 500Vdc à uma corrente máxima de 20A, permitida pelo gerenciador.

2.5 - Fonte de Energia por Biomassa

[0018] O sistema permite entrada de fonte de energia por geração por Biomassa, reciclando resíduos recicláveis, cuja saída poderá ser em 110Vac ou outra tensão alternada sendo convertida em tensão DC. Para maior aproveitamento desta energia um banco de baterias será carregado por um monitor de carga e colocado à disposição do gerenciador para ser convertido nos viceis de tensão e corrente necessários para a carga veicular.

2.6 - Controle do Sistema

[0019] Para controle do sistema como tarifação, tempo de carga, curva e tensão de carga e outros parâmetros serão feitos via um computador conectado ao gerenciados via uma interface serial bidirecional RS232 ou equivalente. O controlador também informará ao computador dados das fontes de energia, tempo de carga, potência de carga, parâmetros de falhas entre outros.

2.7 - Carregador de Veículos

[0020] O carregador de veículos será programável de maneira a atender diversos modelos de veículos, suas curvas de carga e tensões necessária para uma rápida e segura. Muitas curvas de carga estarão gravadas no gerenciador e outras curvas poderão ser acrescidas via computador.

[0021] O carregador é na verdade um conversor DC-DC que vai converter a energia das fontes disponíveis nas curvas de carga necessárias para tipo de veículo com potência máxima de 50Kw, tensão de saída de 400Vdc a 700Vdc e corrente máxima de 35A. As proteções serão contra curto circuito com limitação em 40A, proteção térmica, proteção contra faiscamento por alta tensão e sistema de aterramento em conformidade com as normas veiculares e normas das concessionárias locais. Versões com outras potencias de saída poderão ser implementadas, conforme necessidade local, alterando apenas o conversor DC-DC de carga veicular.

2.8 - Inversor

[0022] O inversor será acionado quando existir energia acumulada e ou sendo gerada pelas fontes solar, eólica ou da cogeração e não sendo utilizada, o que permitirá o retorno de energia para a rede elétrica gerando créditos para consumo posterior de energia da rede. A especificação deste inversor já é existente e dependerá da rede elétrica local, não esquecendo que neste caso a concessionária deverá ser contatada para aprovação de projeto. O retorno para a rede elétrica somente será possível quando a rede estiver energizada de maneira a não provocar choques elétricos quando houver manutenção de rede.

3 - Gerenciador de Energia Hardware

[0023] O gerenciador deverá ser controlado por um microcontrolador da família Atmel Atmega com oscilador à cristal de 40Mhz e capacidade de controlar as seguintes entradas:

3.1 Entradas Analógicas

[0024] As entradas analógicas serão convertidas para digital em 10 bits com tensão de referência de 5,0V proveniente da própria placa do gerenciador. Os sinais são:

[0025] Tensão carga - Entrada analógica proporcional a tensão de carga na faixa de 400Vdc até 700Vdc, será utilizada para verificação de funcionamento da tensão programada e informar ao gerenciador se o nível de tensão está conforme curva de carga da bateria, atuando como retorno para controle da fonte de saída DC para carga da bateria do veículo, em outras palavras controla o PWM do conversor DC-DC de saída.

[0026] Tensão_banco1 - Entrada analógica proporcional a carga acumulada no Banco de bateria 1. Este nível será utilizado para determinar, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída.

[0027] Tensão_banco2 - Entrada analógica proporcional a carga acumulada no Banco de bateria 2. Este nível será utilizado para determinar, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída.

[0028] Tensão_banco3 - Entrada analógica proporcional a carga acumulada no Banco de bateria 3. Este nível será utilizado para determinar, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída.

[0029] Tensão_banco4 - Entrada analógica proporcional a carga acumulada no Banco de bateria 4. Este nível será utilizado para determinar, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída.

[0030] Tensão_rede - Entrada analógica proporcional a tensão fornecida pela rede local. Este nível será utilizado para determinar, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída.

[0031] Corrente_carga - Entrada analógica proporcional a corrente de carga do conversor DC-DC utilizada como retorno para controle de corrente de carga do inversor e proteção de corrente máxima, redundante por software, uma vez que a corrente de curto circuito será monitorada pelo hardware, para proteção do sistema.

[0032] Corrente_banco1 - Entrada proporcional a corrente de saída do banco de bateria 1. Este valor de corrente determinará, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída e também para medir a energia fornecida pela referida fonte para efeito de tarifação.

[0033] Corrente_banco2 - Entrada proporcional a corrente de saída do banco de bateria 2. Este valor de corrente determinará, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída e também para medir a energia fornecida pela referida fonte para efeito de tarifação.

[0034] Corrente_banco3 - Entrada proporcional a corrente de saída do banco de bateria 3. Este valor de corrente determinará, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída e também para medir a energia fornecida pela referida fonte para efeito de tarifação.

[0035] Corrente_banco4 - Entrada proporcional a corrente de saída do banco de bateria 4. Este valor de corrente determinará, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída e também para medir a energia fornecida pela referida fonte para efeito de tarifação.

[0036] Corrente_rede - Entrada proporcional a corrente de saída de alimentação pela rede elétrica. Este valor de corrente determinará, entre outros parâmetros definidos na seção de software, qual fonte de recurso será utilizada para alimentar o conversor DC-DC de saída e também para medir a energia fornecida pela referida fonte para efeito de tarifação.

3.2 Entradas Digitais

[0037] As entradas digitais têm por finalidade informar ao microcontrolador o estado de algumas variáveis do sistema e permitir a interface homem máquina quando necessário, são elas:

[0038] Coluna1 - Sinal de leitura de varredura de teclado 4x4 para decodificar 16 teclas de programação. O sinal digital será nos níveis digitais de 0 - 5V. O nível 0Vdc indica que a tecla foi acionada.

[0039] Coluna2 - Sinal de leitura de varredura de teclado 4x4 para decodificar 16 teclas de programação. O sinal digital será nos níveis digitais de 0 - 5V. O nível 0Vdc indica que a tecla foi acionada.

[0040] Coluna3 - Sinal de leitura de varredura de teclado 4x4 para decodificar 16 teclas de programação. O sinal digital será nos níveis digitais de 0 - 5V. O nível 0Vdc indica que a tecla foi acionada.

[0041] Coluna4 - Sinal de leitura de varredura de teclado 4x4 para decodificar 16 teclas de programação. O sinal digital será nos níveis digitais de 0 - 5V. O nível 0Vdc indica que a tecla foi acionada.

[0042] Inversor_rede - Sinal digital que informa ao gerenciador a presença do inversor DC - AC para retorno de energia para a rede. O nível 0Vdc indica que o inversor de rede não está presente. O nível 5Vdc indica que o inversor de rede está presente.

[0043] Rede_ativa - Sinal digital que informa ao gerenciador que a rede elétrica está ativa e, portanto, o inversor poderá ser conectado à rede local.

[0044] Inversor_rede_st - Sinal digital de realimentação informando que o inversor foi conectado à rede elétrica local. O nível 0Vdc indica que o inversor foi conectado e o nível 5Vdc indica que não foi conectado, portanto indicando falha na conexão.

[0045] Inversor_rede_BK - Sinal digital redundante de realimentação informando que o inversor foi conectado à rede elétrica local, quando existe falha no sinal Inversor_rede_st o nível 0Vdc indica que o inversor foi conectado e o nível 5Vdc indica que não foi conectado, portanto indicando falha na conexão.

3.3 Saídas Digitais

[0046] As saídas digitais servem para que o gerenciador efetue o controle de conversor DC-DC, do inversor de rede entre outras cargas e são elas:

[0047] Scan1 - Sinal de saída para varredura de teclado de 4x4 para decodificar 16 teclas de programação, os sinais de saída serão de 0Vdc e 5Vdc. O nível 5Vdc indica que a linha da matriz do teclado está ativa.

[0048] Scan2 - Sinal de saída para varredura de teclado de 4x4 para decodificar 16 teclas de programação, os sinais de saída serão de 0Vdc e 5Vdc. O nível 5Vdc indica que a linha da matriz do teclado está ativa.

[0049] Scan3 - Sinal de saída para varredura de teclado de 4x4 para decodificar 16 teclas de programação, os sinais de saída serão de 0Vdc e 5Vdc. O nível 5Vdc indica que a linha da matriz do teclado está ativa.

[0050] Scan4 - Sinal de saída para varredura de teclado de 4x4 para decodificar 16 teclas de programação, os sinais de saída serão de 0Vdc e 5Vdc. O nível 5Vdc indica que a linha da matriz do teclado está ativa.

[0051] Inversor_rede_ON - Sinal de saída que informa que o inversor deve ser conectado a rede elétrica local. O nível 5Vdc conecta o inversor a rede local. O nível 0Vdc desconecta o inversor da rede local.

[0052] Inversor_rede_BK - Sinal de saída redundante que informa que o inversor deve ser conectado à rede elétrica local, após ocorrência de falha com o sinal de Inversor_rede_ON. O nível 5Vdc conecta o inversor a rede local. O nível 0Vdc desconecta o inversor da rede local.

[0053] Led_vd - sinal de saída para indicar que o microcontrolador está ativo. O led acionado será na cor verde e piscando na frequência de 1 Hz. O nível 5Vdc acionará o led e o nível 0Vdc deverá desligar o led.

[0054] Led_vm - sinal redundante de saída para indicar que o microcontrolador está ativo. O lede acionado será na cor vermelha e piscando na frequência de 1 Hz. O nível 5Vdc acionará o led e o nível 0Vdc deverá desligar o led.

3.4 Saídas Seriais

[0055] As saídas seriais serão utilizadas para comunicação entre o gerenciador e o microcomputador externo e também para comunicação com memória EEPROM interna para gravação e leitura de parâmetros de programação de funcionamento do gerenciador.

[0056] RS232Tx - Sinal de saída para transmissão de dados via RS232 com os níveis de protocolo atendidas pelo line driver MAX232.

[0057] RS232Rx - Sinal de entrada para recepção de dados via RS232 com os níveis de protocolo atendidas pelo line driver MAX232.

[0058] Data_in - Sinal de entrada em nível digital para comunicação síncrona com memória de dados EEPROM. Indica que os dados devem ser lidos pelo microcontrolador.

[0059] Data_out - Sinal de saída em nível digital para comunicação síncrona com memória de dados EEPROM. Indica que os dados devem ser lidos pela memória.

[0060] Clock_EEPROM - Sinal de saída em nivel digital para sincronizar os ciclos de leitura e escrita na memória EEPROM. O microcontrolador será configurado como MASTER e, portanto, o gerador do sinal de clock.

[0061] SCL_I2C - Sinal de saída em nível digital para sincronizar a transferência de dados via Serial tipo I2C para transferência e dados entre o microcontrolador e o CI de relógio digital DS1307 ou equivalente e comunicação com memória EEPROM de 128Kb ou equivalente.

[0062] SDA_I2C - Sinal em nível digital para comunicação de dador de escrita e leitura no CI de relógio digital DS1307 ou equivalente e comunicação com memória EEPROM de 128Kb ou equivalente.

[0063] Miso - Sinal de saída digital em nível digital para comunicação tipo MICROWIRE responsável pela comunicação entre o programador e o microcontrolador possibilitando que a programação da memória Flash possa ser programada.

[0064] Mosi - Sinal de entrada em nível digital para comunicação tipo MICROWIRE responsável pela comunicação entre o programador e o microcontrolador possibilitando que a programação da memória Flash possa ser programada.

[0065] SCK_PGR - Sinal saída digital em nível digital para comunicação tipo MICROWIRE responsável pela sincronização da comunicação entre o programador e o microcontrolador possibilitando que a programação da memória Flash possa ser programada;

3.5 Saída Paralela

[0066] A saída paralela será utilizada para fazer a interface Homem-Máquina informando as devidas programações e fazendo retorno de entradas quando necessário como teclado ou informando dados internos do sistema. Os sinais são:

[0067] saída_D4 - Sinal de saída paralela para escrita no display de 16x2 (16 caracteres e 2 linhas), DM1602A ou equivalente.

[0068] saída_D5 - Sinal de saída paralela para escrita no display de 16x2 (16 caracteres e 2 linhas), DM1602A ou equivalente.

[0069] saída_D6 - Sinal de saída paralela para escrita no display de 16x2 (16 caracteres e 2 linhas), DM1602A ou equivalente.

[0070] saída_D7 - Sinal de saída paralela para escrita no display de 16x2 (16 caracteres e 2 linhas), DM1602A ou equivalente.

[0071] Sinal_RS - Sinal em nível digital para seleção de registro interno do display. Nível 0Vdc escrita no registro de instrução e nível 5Vdc escrita de dados no display.

[0072] Sinal_RW - Sinal em nível digital para seleção de escrita ou leitura de dados no display. Nível 0Vdc escrita de dados no display e nível 5Vdc leitura de dados do display.

[0073] Sinal_E - Sinal em nível digital para habilitação de escrita e leitura no display. Nível 0Vdc o display está desabilitado para leitura e escrita, nível 5Vdc a leitura e escrita no display estará habilitada.

3.6 Interrupções

[0074] As entradas de interrupções são em nível digital se são utilizadas para interromper o processamento normal do microcontrolador com a finalidade de agir rapidamente a uma situação de emergência ou requisição de processamento de um dado periférico. As interrupções são:

[0075] SQW_DS1307 - Entrada de interrupção ativa em nível digital 0Vdc indicando que o relógio mostrado no display deverá ser atualizado

[0076] RESET_PGR - Entrada de interrupção ativa em nivel digital 0Vdc utilizado para iniciar a comunicação entre o programador de Flash do microcontrolador.

[0077] Sinal_Bat_veiculo_presente - Entrada de interrupção em nível digital 0Vdc utilizado para informar a presença de um veículo para carga de sua bateria. O gerenciador desligará o inversor caso não exista uma bateria a ser carregada ou desligara o inversor quando o conector de carga for retirado do inversor. Atua na proteção durante a carga veicular.

4 - Software do Gerenciador de Energia

[0078] O software do gerenciador deverá ser escrito em Linguagem C e compilada para o processador que será utilizado, neste casso um microcontrolador da família Atmega cujas entradas e saídas estão descrita na seção de Hardware.

[0079] O software deverá ser composto por rotinas independentes dou seja, não ser um programa linear, sendo que cada rotina poderá ser executada conforme um scheduler ou acionado por períodos de tempo conforme uma varredura de necessidade de atendimento de serviço, que será definida mais adiante nesta seção.

4.1 - Timer do Sistema

[0080] O serviço de timer do sistema deverá ser gerado por uma interrupção de 1 ms para a geração de base para execução das rotinas de serviços do gerenciador. A fonte de interrupção será via "timer compare” disponível nesta família de processadores e com "auto reload” para diminuir o tempo de atendimento da interrupção do timer.

4.2 - Comunicações Seriais

[0081] As comunicações serial do gerenciador com um computador externo via RS232 será estabelecida via interrupção com protocolo de Hardware RS232 e protocolo de software formado por uma palavra de comando, número de bytes do comando, um argumento e um checksum de 2 bytes ao final da comunicação. Não existe a necessidade de nenhuma codificação além desta pois o sistema será autônomo e os parâmetros a serem comunicados não possuem riscos de funcionamento.Os comandos são:

[0082] Prog_rel, 20, 2 - Este te comando terá comprimento de 20 bytes incluindo o comando e seu complemento, servem para ajustar o horário do relógio do sistema.

[0083] Prog_dia, 20, 2 - Este te comando terá comprimento de 20 bytes incluindo o comando e seu complemento, serve para ajustar o dia do relógio do sistema.

[0084] Prog_ano, 20, 2 - Este te comando terá comprimento de 20 bytes incluindo o comando e seu complemento, serve para ajustar o ano do relógio do sistema.

[0085] Tensao_BK1, 15, 2 - Este comando terá comprimento de 15 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para informar a tensão do banco de baterias número 1.

[0086] Tensao_BK2, 15, 2 - Este comando terá comprimento de 15 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para informar a tensão do banco de baterias número 2.

[0087] Tensao_BK3, 15, 2 - Este comando terá comprimento de 15 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para informar a tensão do banco de baterias número 3.

[0088] Tempo_carga - 15, 2 - Este comando terá comprimento de 15 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para informar o tempo de carga do veículo.

[0089] Tensao_carga - 20, 2 - Este comando terá comprimento de 20 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para informar a tensão de carga do veículo.

[0090] Prog_curva - 60, 2 - Este comando terá comprimento de 60 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para programar uma curva na memória EEPROM do gerenciador.

[0091] Curva_carga - 15, 2 - Este comando terá comprimento de 15 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para informar ao gerenciador qual curva será utilizada na carga do veículo.

[0092] Erros_sist - 15,2 - Este comando terá comprimento de 60 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para enviar os erros de operação detectados pelo gerenciador.

[0093] Status_sist - 15,2 - Este comando terá comprimento de 60 bytes incluindo o comando e seu complemento, e serve para enviar o status de operação realizado pelo gerenciador durante um ciclo de carga.

Exemplos de concretizações da invenção

[0094] Este projeto traz uma solução contundente aos problemas de mobilidade sustentável e à escassez de energia da rede convencional de distribuição. Com sua arquitetura híbrida, o sistema permite virtualmente uma autossuficiência energética além de privilegiar fontes sustentáveis, menos nocivas ao meio ambiente. O sistema também traz uma otimização do custo da energia, escolhendo a fonte disponível mais barata para cada horário e no caso da geração de energia com gás natural ou biogás, permite o reaproveitamento da energia térmica sob forma de água quente e/ou gelada. A presença de bancos de baterias também traz a otimização do uso das diversas fontes no tempo, armazenando a energia durante os picos de geração para uso posterior. O sistema será muito útil para atender a demanda de carregamento de veículos elétricos, mas também terá uma aplicabilidade preciosa para outros equipamentos/locais como usinas de dessalinização de água, hospitais, escolas, indústrias, hotéis, clubes, hiper/supermercados, postos de combustíveis, condomínios, estacionamentos, comércios em geral, farmácias, restaurantes, galpões, lojas, residências, escritórios, chácaras, sítios e fazendas, instalações agrícolas e pecuária, etc.

Claims

O Gerenciador Inteligente de Múltiplas Fontes de Energia é caracterizado por escolher de maneira inteligente a fonte de energia de melhor custo-benefício entre os recursos energéticos disponíveis a cada momento.
O Gerenciador Inteligente de Múltiplas Fontes de Energia é caracterizado por poder armazenar a energia das diversas fontes disponíveis para melhor aproveitamento.
O Gerenciador Inteligente de Múltiplas Fontes de Energia é caracterizado pelo retorno de energia para a rede elétrica sempre que existir energia armazenada sem utilização imediata.
O Gerenciador Inteligente de Múltiplas Fontes de Energia é caracterizado por ser totalmente modular e escalonável permitindo diversas opções de fontes de energia diferentes (como fotovoltaica, gás natural e biomassa com cogeração, eólica e rede elétrica), assim como diferentes potências de saída visando maior adaptabilidade às necessidades do sistema implementado.
O Gerenciador Inteligente de Múltiplas Fontes de Energia é caracterizado por possuir memória interna reprogramável onde os parâmetros do sistema, curvas de carga, entre outros são armazenados e utilizados durante a operação