WO2023049973A1 - Sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica - Google Patents

Sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica Download PDF

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WO2023049973A1
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inverters
load
batteries
voltage
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PCT/BR2021/050419
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Jose Eduardo Muait JARDIM
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Better Energy Ltda
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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention describes a load multiplier system and method and electric power generation. More specifically, it comprises a circuit arrangement that, coupled to an energy source, renewable or not, is capable of providing an on-grid and/or off-grid output power greater than the input power for use in any project/equipment. in the area of renewable energies.
  • Photovoltaic solar energy has great potential in practically all territories, both in urban and rural areas, being an excellent source of clean and renewable electricity. Photovoltaic solar energy is energy capable of generating electricity from sunlight.
  • photovoltaic systems systems connected to the grid (on ⁇ grid) and those that are not connected to the grid, called isolated systems (pff-grid).
  • On-grid systems only work when connected to the power grid, so they cannot directly power electrical equipment in the event of a power outage at the utility.
  • the photovoltaic system disconnects from the grid and interrupts the supply of electricity, this is automatically done by the inverter itself, which only returns to work when the grid is fully operational.
  • the present inventor aware of these market problems, developed a device endowed with a off-grid or on-grid circuit arrangement, capable of multiplying the output energy in relation to the input energy (current) without the use of non-renewable energy generating elements, in addition to the use of common batteries (lead/acid).
  • Document WO2020181342 (Leal, Clerlston de Morais. 2020) describes an optimized junction box according to the present invention is a junction box including an intelligent electronic circuit that allows to improve the output efficiency of the circuit using firmware arranged together with the microcontroller, which makes it possible to maintain a constant voltage, such as to manage and monitor the voltage on all switches, and together with the capacitor matrix, varying the voltage between serial and parallel, resulting in continuous management of the dissipated electrical current, in order to avoid a drop in current electrical power.
  • This electronic circuit is capable of increasing the output efficiency of the circuit, controlling the output voltage, subject to voltage transients, minimizing spikes using a system to increase the voltage without decreasing the current using an electronic arrangement, triggered by time or load, increasing the efficiency of the assembly.
  • a load multiplier and electric power generation system and method comprising a circuit arrangement that coupled to a source of energy, renewable or not, is capable of providing an output power on ⁇ grid and/or off-grid, greater than the input power for use in any project/equipment in the field of renewable energies.
  • the purpose of this device is to multiply the current (amps/Watts) after capture by the input device, injecting this increase in current both to the battery bank and to the inverters.
  • This new construction describes portable equipment for installation in solar power plants, homes, electric motor vehicles, road signs, commerce or industry, where there is electrical energy installed or not, for the production of renewable electrical energy and charging batteries made with any type of material (multiplication of the electric current).
  • a feature of the present invention is a load multiplier system and method and electric power generation that provides a device equipped with an electronic board interconnected to a set of relays responsible for activating and deactivating the inverters from the information generated by the software.
  • a feature of the present invention is a load multiplier and electric power generation system and method that provides a electronic board that is interconnected to the relay responsible for the initial activation of the system and interconnected to the relay that is responsible for activating the cooling coolers of the inverters.
  • Characteristic of the present invention is a load multiplier system and method and electric power generation that provides a device that presents the processing board and a set of sensors, relays and communication boards, manages all current input (DC ), directing it to the batteries and inverters, so as not to allow waste during the absorption periods created by the charge controllers.
  • Characteristic of the present invention is a load multiplier system and method and electric power generation that provides a system that allows combining the ongrid and offgrid system in a single device, so that the system and method developed makes it possible to take advantage of waste during the absorption periods created by the charge controllers.
  • Figure 1 shows the representation of the load multiplier system and electric power generation.
  • the device (100) is equipped with an electronic board (10) that allows you to manage and analyze the input and output power information, through specific software that controls a set of components (sensors, relays and communication cards ), so that the device (100) is linked to a controller (104) that manages the load direction.
  • the battery bank (102) is sized according to the power of the system, and these batteries (102) are linked to an equalizer (102A) that maintains the batteries with equal current and voltage.
  • figure 1 details the representation of the device (100) linked to the battery bank (102), set of inverters (105), input point (101) and output point (103).
  • the device (100) is internally equipped with an electronic board (10) equipped with embedded software that manages and controls all system information.
  • the electronic board (10) is interconnected to a set of relays (11) responsible for activating and deactivating the inverters (105) from the information generated by the software.
  • the electronic board (10) is interconnected to the relay (12) which is responsible for the initial activation of the system and interconnected to the relay (13) which is responsible for activating the coolers (105A) for cooling the inverters (105), being that the relays (12) and (13) are managed by the board software (10) and meet the parameters initially registered in the system.
  • the board (10) is interconnected to a set of DC current sensors (16) that are responsible for measuring and reporting to the software the amperage generated by the solar panels, a DC current sensor (16A) responsible for record the total input current of the system and AC output sensors (17) responsible for measuring and reporting the amount of AC current generated.
  • the card (10) is interconnected to a Wi-Fi card (18) that connects the system to a control application via Wi-Fi and a communication card (18A) that connects the system to a phone or other mobile device via bluetooth, and the cards (18) and (18A) allow the user to access, control and monitor the information generated by the device (100) remotely.
  • the board (10) is interconnected to a board (19) that allows you to record the information generated by the software on a card and the board (19A) is responsible for updating the system date and time.
  • the plate (19) allows storing the information processed by the system for queries and adjustments of system settings and parameters.
  • DC current
  • the battery (102) and the inverters (105) so as not to allow waste during the absorption periods created by the charge controllers (104).
  • all the current wasted in the form of heat inherent to the entire charging and energy generation process is used, thus generating a percentage gain in the current supplied by the renewable energy generator connected to the system input.
  • the system keeps the battery bank (102) cool, thus extending its useful life and the amount of stored energy.
  • the voltage sensor (15) is located in the device (100) between the output of the batteries (102) and the input of the inverters (105).
  • the current sensors (16) and (16A) are located between the input current (101) that comes from: photovoltaic modules, wind generators or any other source of clean energy, next to the charge controllers (104).
  • the temperature sensor (14) measures the inverters (105), the batteries (102) and the main device (100).
  • batteries (102) preferably Lithium, which are very expensive batteries and have a high risk of explosion if continuously charged.
  • Our system uses lead/acid batteries, which are cheaper, have a minimal risk of explosion and using our charging method, they are able to recharge with the same speed as Lithium batteries.
  • the relay group (11) has the function of activating and cutting the inverters, in the interval of time, temperature, voltage and current determined by the device software (100).
  • the card (19A) clock that keeps the times of the information collected by the SDcard always in order and is also updated through the smartphone via the app.
  • the load multiplier system and method and electricity generation allows combining the ongrid and offgrid system in a single device, so that the system and method developed makes it possible to take advantage of the waste during the absorption periods created by the power controllers.
  • load (104) so that all the current wasted in the form of heat inherent to the charging and energy generation process is used, thus generating a percentage gain in the current supplied by the renewable energy generator connected to the system input.

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Abstract

O sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica, objeto da presente invenção, compreende um arranjo de circuito que acoplado a uma fonte de energia, renovável ou não, é capaz de fornecer uma potência de saída on-grid e/ou off-grid, maior que a potência de entrada para utilização em qualquer projeto/equipamento na área de energias renováveis. O presente dispositivo (100) tem por objetivo multiplicar a corrente (amperes/Watts) após a captação pelo dispositivo de entrada (101), injetando esse acréscimo de corrente tanto ao banco de baterias (102) como aos inversores (105). Esta nova construtividade descreve um equipamento portátil para instalações em usinas solares, residências, veículos automotores elétricos, sinalização de rodovias, comércio ou indústria, onde exista energia elétrica instalada ou não, para a produção de energia elétrica renovável e carregamento de baterias confeccionadas com qualquer tipo de material.

Description

SISTEMA E MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
CAMPO DA INVENÇÃO
[01] A presente invenção descreve um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica. Mais especificamente compreende um arranjo de circuito que acoplado a uma fonte de energia, renovável ou não, é capaz de fornecer uma potência de saída on-grid e/ou off-grid, maior que a potência de entrada para utilização em qualquer projeto/equipamento na área de energias renováveis.
[02] O presente dispositivo tem por objetivo multiplicar a corrente (amperes/Watts) após a captação pelo dispositivo de entrada, injetando esse acréscimo de corrente tanto ao banco de baterias como aos inversores.
[03] Esta nova construtividade descreve um equipamento portátil para instalações em usinas solares, residências, veículos automotores elétricos, sinalização de rodovias, comércio ou indústria, onde exista energia elétrica instalada ou não, para a produção de energia elétrica renovável e carregamento de baterias confeccionadas com qualquer tipo de material (multiplicação da corrente elétrica).
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[04] A energia solar fotovoltaica tem grande potencial em praticamente todos os territórios, tanto em áreas urbanas como em áreas rurais, sendo uma excelente fonte de eletricidade limpa e renovável. A energia solar fotovoltaica é aquela capaz de gerar energia elétrica a partir da luz solar.
[05] Atualmente, existem dois tipos básicos de sistemas fotovoltaicos: os sistemas conectados à rede (on~grid) e os que não são conectados à rede, denominados de sistemas isolados (pff-grid). [06] Os sistemas on-grid somente funcionam quando ligados à rede elétrica, sendo assim não consegue alimentar díretamente os equipamentos elétricos em caso de falta de energia da concessionaria. Quando ocorre uma queda de energia da concessionaria, o sistema fotovoltaico se desconecta da rede e interrompe o fornecimento de energia elétrica, isso é feito pelo próprio inversor automaticamente que só volta a funcionar quando a rede está funcionando plenamente.
[07] Já os sistemas off-grid não dependem da rede elétrica convencional para funcionar, sendo possível sua utilização em localidades que não possuem rede de distribuição elétrica. Estes sistemas abastecem diretamente os aparelhos que utilizarão a energia, e são construídos geralmente com um propósito específico, de modo que a energia produzida é armazenada em baterias que garantem o abastecimento de energia elétrica em períodos sem sol.
[08] Estes sistemas aplicados na geração de energia fotovoltaica apresentam suas vantagens e desvantagens, sendo que a principal desvantagem no sistema on-grid é o fato de necessitar estar conectado à rede elétrica da concessionária para seu funcionamento e no sistema off-grid é o fato de necessitar de um conjunto de baterias para armazenar a energia gerada, o que acarreta um custo elevado para sua implementação. Além disso, ambos sistemas apresentam uma baixa eficiência na geração de energia devido a perda de corrente gerada pela transformação da corrente contínua (DC) em corrente alternada (AC) pelos inversores de forma que a potência de saída é menor que a potência de entrada.
[09] Assim, o presente inventor tomando conhecimento destes problemas de mercado, desenvolveu um dispositivo dotado por um arranjo de circuito off-grid ou on-grid, capaz de multiplicar a energia de saída em relação à energia de entrada (corrente) sem o uso de elementos geradores de energia não renovável, além do uso de baterias comuns (chumbo/ácido).
[010] Em pesquisa realizada no estado da técnica identificamos diversos documentos que descrevem soluções aplicadas em dispositivos geradores de energia elétrica a partir de energia renovável, onde podemos destacar os seguintes documentos:
[011] O documento WO2020181342 (Leal, Clerlston de Morais. 2020) descreve uma caixa de junção otimizada de acordo com a presente Invenção é uma caixa de junção incluindo um circuito eletrônico inteligente que permite melhorar a eficiência de saída do circuito utilizando firmware disposto junto com o microcontrolador, o que torna possível manter uma tensão constante, como para gerenciar e monitorar a tensão em todas as chaves, e junto com a matriz de capacitares, variando a tensão entre serial e paralelo, resultando no gerenciamento contínuo da corrente elétrica dissipada, a fim de evitar uma queda na energia elétrica atual. Este circuito eletrônico é capaz de aumentar a eficiência de saída do circuito, controlando a tensão de saída, sujeito a transientes de tensão, minimizando picos usando um sistema para aumentar a tensão sem diminuir a corrente usando um arranjo eletrônico, acionado por tempo ou carga, aumentando a eficiência de a montagem.
[012] O documento US10784815 (Moslehi, Mehrdad M. 2014) descreve um interruptor de módulo de acesso remoto de módulo fotovoltaico e um sistema de monitoramento de temperatura em tempo real são fornecidos. Em uma modalidade, um interruptor de módulo de acesso remoto e circuito de monitoramento capaz de se comunicar com um receptor remoto e tendo um par de condutores elétricos de saída e um par de condutores elétricos de entrada conectado a um par de condutores de energia elétrica de um módulo solar fotovoltaico é fornecido, e que inclui ainda um comutador em série, um circuito de medição de tensão de módulo, um circuito de medição de corrente de módulo, um sensor de temperatura e um circuito de comunicação.
[013] O documento US9397610 (Han, Dongho. 2011) descreve um módulo de célula solar incluindo uma pluralidade de células solares; uma caixa de junção incluindo uma unidade de capacitor para armazenar energia DC fornecida a partir do módulo de célula solar, uma unidade conversora DC/DC para converter em nível a energia DC armazenada e produzir a mesma; e um controlador para controlar uma tensão ou corrente com base na energia DC fornecida a partir do módulo de célula solar entre uma pluralidade de seções, calcular um ponto de energia máxima local em cada uma das seções usando a tensão controlada ou corrente controlada, determinar um valor de energia máxima entre uma pluralidade de pontos de potência máxima locais calculados e para controlar a unidade conversora DC/DC para emitir a potência CC convertida em nível com base no valor de potência máxima determinado quando um ponto quente ocorre no módulo de célula solar.
[014] Estes documentos citados no estado da técnica descrevem módulos e dispositivos destinados a otimizar a geração de energia renovável proveniente de placas solares, porém a forma construtiva e aplicação destes equipamentos são totalmente diferentes, de modo que estes documentos não descrevem um dispositivo que permite multiplicar a corrente (amperes/watts) após a captação da energia renovável de forma a Injetar um acréscimo de corrente, tanto ao banco de baterias como aos inversos, através de um arranjo de circuito especifico que possibilita gerar uma potência de saída maior que a potência de entrada.
[015] Desta forma, é objeto da presente invenção, um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica que compreende um arranjo de circuito que acoplado a uma fonte de energia, renovável ou não, é capaz de fornecer uma potência de saída on~grid e/ou off-grid, maior que a potência de entrada para utilização em qualquer projeto/equipamento na área de energias renováveis. O presente dispositivo tem por objetivo multiplicar a corrente (amperes/Watts) após a captação pelo dispositivo de entrada, injetando esse acréscimo de corrente tanto ao banco de baterias como aos inversores. Esta nova construtividade descreve um equipamento portátil para instalações em usinas solares, residências, veículos automotores elétricos, sinalização de rodovias, comércio ou indústria, onde exista energia elétrica instalada ou não, para a produção de energia elétrica renovável e carregamento de baterias confeccionadas com qualquer tipo de material (multiplicação da corrente elétrica).
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[016] É característica da presente invenção um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica que provê um dispositivo dotado por uma placa eletrônica interligada a um conjunto de relés responsáveis por ativar e desativar os inversores a partir da informação gerada pelo software.
[017] É característica da presente invenção um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica que provê uma placa eletrônica que é interligada ao relé responsável pelo acionamento inicial do sistema e interligada ao relé que é responsável pelo acionamento dos coolers de resfriamento dos inversores.
[018] É característica da presente invenção um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica que provê relés gerenciados pelo software da placa e que atendem aos parâmetros cadastrados inicialmente no sistema.
[019] É característica da presente invenção um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica que provê uma placa interligada a um sensor de temperatura responsável por medir a temperatura do sistema e um sensor de voltagem responsável por medir a voltagem do banco de baterias e enviar as informações para o software embarcado na placa.
[020] É característica da presente invenção um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica que provê um dispositivo que apresenta a placa de processamento e um conjunto de sensores, relés e placas de comunicação, gerencia toda a entrada de corrente (DC), direcionando para as baterias e aos inversores, de forma a não permitir o desperdício durante os períodos de absorção criados pelos controladores de carga.
[021] É característica da presente invenção um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica que provê um sistema que permite combinar o sistema ongrid e offgrid em um único dispositivo, de forma que o sistema e método desenvolvido possibilita aproveitar o desperdício durante os períodos de absorção criados pelos controladores de carga.
[022] É característica da presente invenção um sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica que provê um sistema e método que toda a corrente desperdiçada em forma de caior inerente ao processo de carregamento e geração de energia é aproveitada, gerando assim um ganho percentual na corrente fornecida pelo gerador de energia renovável conectado a entrada do sistema.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[023] A figura 1 apresenta a representação do sistema multiplicador de carga e geração de energia elétrica.
[024] A figura 2 apresenta o diagrama do dispositivo controlador do sistema e que permite multiplicar a carga e geração de energia elétrica.
[025] A figura 3 apresenta o relatório de medições instantânea geradas entres os dois sistemas.
[026] A figura 3A apresenta o gráfico comparativo entre os sistemas demonstrando o aumento efetivo de produção instantânea.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[027] O sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica, objeto da presente invenção, compreende um dispositivo (100) dotado por um ponto de entrada de energia renovável (101), um banco de baterias (102) e um ponto de ligação com a concessionária de energia elétrica local (103).
[028] O dispositivo (100) é dotado por uma placa eletrônica (10) que permite gerenciar e analisar as informações de potência de entrada e saída, através de um software específico que controla um conjunto de componentes (sensores, reles e placas de comunicação), de modo que o dispositivo (100) é vinculado a um controlador (104) que gerencia o direcionamento de carga. [029] O controlador (104) e o dispositivo (100), em conjunto, gerenciam o conjunto de inversores (105) de tensão DC/AC que são dimensionados de acordo com a potência necessária para o sistema a ser utilizado. Além disso, controlam um conjunto de coolers (105A) de refrigeração do conjunto de inversores (105).
[030] O banco de baterias (102) é dimensionado de acordo com a potência do sistema, sendo que estas baterias (102) são vinculadas a um equalizador (102A) que mantem as baterias com corrente e tensão iguais.
[031] Sendo que a figura 1 detalha a representação do dispositivo (100) vinculado ao banco de baterias (102), conjunto de inversores (105), ponto de entrada (101) e ponto de saída (103).
[032] O dispositivo (100) é dotado internamente por uma placa eletrônica (10) dotada por um software embarcado que gerencia e controla todas as informações do sistema.
[033] A placa eletrônica (10) é interligada a um conjunto de relés (11) responsáveis por ativar e desativar os inversores (105) a partir da informação gerada pelo software.
[034] A placa eletrônica (10) é interligada ao relé (12) que é responsável pelo acionamento inicial do sistema e interligada ao relé (13) que é responsável pelo acionamento dos coolers (105A) de resfriamento dos inversores (105), sendo que os relés (12) e (13) são gerenciados pelo software da placa (10) e atendem aos parâmetros cadastrados inicialmente no sistema.
[035] A placa eletrônica (10) é interligada a um sensor de temperatura (14) responsável por medir a temperatura do sistema e um sensor de voltagem (15) responsável por medir a voltagem do banco de baterias (102) e enviar as informações para o software embarcado na placa (10).
[036] Além disso, a placa (10) é interligada a um conjunto de sensores de corrente DC (16) que são responsáveis por medir e informar ao software a amperagem gerada pelos painéis solares, um sensor (16A) de corrente DC responsável por registrar a corrente total de entrada do sistema e sensores de saída AC (17) responsáveis por medir e informar a quantidade de corrente AC gerada.
[037] A placa (10) é interligada a uma placa Wi-fi (18) que efetua a conexão do sistema a um aplicativo de controle via Wi-Fi e uma placa de comunicação (18A) que efetua a conexão do sistema a um telefone ou outro dispositivo móvel via bluetooth, sendo que as placas (18) e (18A) possibilitam que o usuário acesse, controle e monitore as informações geradas pelo dispositivo (100) de forma remota.
[038] A placa (10) é interligada a uma placa (19) que permite gravar em um card as Informações geradas pelo software e a placa (19A) é responsável por atualizar data e hora do sistema. Assim, a placa (19) permite armazenar as informações processadas pelo sistema para consultas e ajustes das definições e parâmetros do sistema.
[039] O sistema dotado pelo dispositivo (100), que apresenta a placa de processamento (10) e um conjunto de sensores, relés e placas de comunicação, gerencia toda a entrada (101) de corrente (DC), direcionando para as baterias (102) e aos inversores (105), de forma a não permitir o desperdício durante os períodos de absorção criados pelos controladores de carga (104). Como resultado desse sistema toda a corrente desperdiçada em forma de calor inerente a todo o processo de carregamento e geração de energia é aproveitada, gerando assim um ganho percentual na corrente fornecida pelo gerador de energia renovável conectado a entrada do sistema.
[040] O sistema mantém o banco de baterias (102) resfriado, prolongando assim sua vida útil e a quantidade de energia armazenada.
[041] O método de leitura, controle e gerenciamento das informações obtidas pela placa (10) do dispositivo (100) apresenta os seguintes conceitos: a) Levantamento de informações das baterias (102) através do sensor de voltagem (15):
• Acionamento de entrada de corrente junto aos inversores (105) ou para as baterias (102) caso o resultado seja maior que um valor predeterminado;
• Interrupção de entrada de corrente junto aos inversores (105), caso o resultado seja menor que um valor predeterminado e direcionamento da corrente DC para o carregamento das baterias (102).
O sensor de voltagem (15) fica localizado no dispositivo (100) entre a saída das baterias (102) e a entrada dos inversores (105). b) Levantamento de informação da corrente de entrada através dos sensores de corrente (16) e (16A): º Leitura da corrente da energia renovável (101) e consequente acionamento dos inversores (105) e do carregamento; º Direcionamento e dimensionamento da corrente obtida; º Acionamento de inversores (105) dependente do valor adquirido; º Os sensores de corrente (16) e (16A) ficam localizados entre a corrente de entrada (101) que é proveniente de: módulos fotovoltaicos, geradores eólicos ou qualquer outra fonte de energia limpa, junto aos controladores de carga (104). c) Levantamento dos dados de saída do circuito através do sensor de voltagem AC (17): º acionamento de temporizador para Interromper/acionar a saída (103), sendo que este processo ocorre uma vez por ciclo; º armazenamento dos dados da geração obtida junto a placa (19); º O sensor de voltagem AC (17), fica localizado na saída dos inversores (105) de voltagem, com conexão não invasiva. d) Levantamento do elemento sensor de temperatura através de sensor de temperatura (14):
• Leitura do elemento sensor de temperatura para controle do sistema de resfriamento pelos coolers (105A), sistema de carga e sistema de injeção de energia;
• O sensor de temperatura (14) faz medições nos inversores (105), nas baterias (102) e no dispositivo principal (100).
[042] O resultado maior do que o obtido com sistemas tradicionais de geração de energia e carregamento de baterias, se dá em decorrência do cálculo executado pelo conceito, após levantamento dos valores encontrados nos sensores de voltagem (15), corrente (16) e (16A), temperatura (14) e sensor de voltagem AC (17), criando assim uma liberação de corrente temporizada e pulsada com forma de onda senoidal perfeita. [043] O sistema registra a necessidade de corrente para acionar os inversores (105) (saída) e da mesma forma a necessidade de corrente para alimentar e carregar as baterias (102), deriva então a corrente na medida correta para ambas as partes, sendo assim, ao mesmo tempo que alimenta os inversores (105) plenamente, a corrente restante, que seria dissipada em forma de calor, é dirigida de volta às baterias (102), ocasionando mais um ciclo de geração.
[044] Os sistemas de carregamento rápido e em quantidade suficiente para fornecimento de energia em grande escala, se utilizam de baterias (102) preferencialmente de Litium, que são baterias muito caras e que tem um risco alto de explosão se carregadas continuamente. Nosso sistema, utiliza baterias de chumbo/ácido, que são mais baratas, tem um risco mínimo de explosão e utilizando nosso método de carregamento, conseguem se recarregar com a mesma velocidade das de Litium.
[045] O método de controle e monitoramento pelo usuário é realizado pela placa de comunicação Bluetooth (18A) para poder ser configurado a curta distância através de smartphones e conta ainda com uma placa Wi-Fi (18) que permite o controle do sistema de qualquer parte do mundo, através do uso de smartphones.
[046] O leitor de cartão SD serve para armazenar os dados coletados.
[047] O grupo de relés (11), tem como função o acionamento e o corte dos inversores, no intervalo de tempo, temperatura, tensão e corrente determinados pelo software do dispositivo (100). Temos ainda a placa (19A) clock que mantém os horários das informações coletadas pelo SDcard sempre em ordem e é também atualizado através de smartphone via o app. [048] Portanto, o sistema e método multiplicador de carga e geração de energia elétrica permite combinar o sistema ongrid e offgrid em um único dispositivo, de forma que o sistema e método desenvolvido possibilita aproveitar o desperdício durante os períodos de absorção criados pelos controladores de carga (104), de modo que toda a corrente desperdiçada em forma de calor inerente ao processo de carregamento e geração de energia é aproveitada, gerando assim um ganho percentual na corrente fornecida pelo gerador de energia renovável conectado a entrada do sistema.
TESTE DE LABORATÓRIO
[049] O sistema e método desenvolvidos foram testados em laboratório com objetivo de comparar os resultados com os atuais dispositivos de mercado, de modo que após as análises foi possível verificar um aumento considerável na produção instantânea de energia. No teste foram utilizados os seguintes parâmetros:
[050] Foram realizadas 17 medições do sistema convencional que utilizou 14 painéis solares e inverso de 6Kw, gerando uma produção instantânea de 21.913W
[051] Por outro lado, foram realizadas 17 medições com o sistema desenvolvido (denominado de Better), onde se utilizou 16 painéis solares e inversor de 4,4 Kw, gerando uma produção instantânea de 46.975W.
[052] Em comparação, podemos avaliar que houve um aumento de produção instantânea de 214% no sistema Better (objeto do presente pedido) em comparação com os sistemas de mercado.
[053] A figura 3 apresenta o relatório de medições instantânea geradas entres os dois sistemas e a figura 3A apresenta o gráfico comparativo entre os sistemas demonstrando o aumento efetivo de produção instantânea.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. SISTEMA MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA que apresenta um dispositivo (100) dotado por um ponto de entrada de energia renovável (101), um banco de baterias (102) e um ponto de ligação com a concessionária de energia elétrica local (103), caracterizado por o dispositivo (100) ser dotado por uma placa eletrônica (10) interligada a um conjunto de relés (11) responsáveis por ativar e desativar os inversores (105) a partir da informação gerada pelo software, dita placa eletrônica (10) que é interligada ao relé (12) responsável pelo acionamento inicial do sistema e interligada ao relé (13) que é responsável pelo acionamento dos coolers (105A) de resfriamento dos inversores (105), sendo que os relés (12) e (13) são gerenciados pelo software da placa (10) e atendem aos parâmetros cadastrados inicialmente no sistema; a placa (10) é interligada a um sensor de temperatura (14) responsável por medir a temperatura do sistema e um sensor de voltagem (15) responsável por medir a voltagem do banco de baterias (102) e enviar as informações para o software embarcado na placa (10); a placa (10) é interligada a um conjunto de sensores de corrente DC (16) que são responsáveis por medir e informar ao software a amperagem gerada pelos painéis solares, um sensor (16A) de corrente DC responsável por registrar a corrente total de entrada do sistema e sensores de saída AC (17) responsáveis por medir e informar a quantidade de corrente AC gerada; a placa (10) é interligada a uma placa Wi-fi (18) que efetua a conexão do sistema a um aplicativo de controle via Wi-Fi e uma placa de comunicação (18A) que efetua a conexão do sistema a um telefone ou outro dispositivo móvel via bluetooth, sendo que as placas (18) e (18A) possibilitam que o usuário acesse, controle e monitore as Informações geradas pelo dispositivo (100) de forma remota; a placa (10) é interligada a uma placa (19) que permite gravar em um card as informações geradas pelo software e a placa (19A) é responsável por atualizar data e hora do sistema; o controlador (104) e o dispositivo (100), em conjunto, gerenciam o conjunto de inversores (105) de tensão DC/AC e controlam um conjunto de coolers (105A) de refrigeração do conjunto de inversores (105); o sistema dotado pelo dispositivo (100), que apresenta a placa de processamento (10) e um conjunto de sensores, relés e placas de comunicação, gerencia toda a entrada (101) de corrente (DC), direcionando para as baterias (102) e aos inversores (105), de forma a não permitir o desperdício durante os períodos de absorção criados pelos controladores de carga (104). SISTEMA MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o conjunto de inversores (105) de tensão DC/AC serem dimensionados de acordo com a potência necessária para o sistema a ser utilizado. SISTEMA MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o banco de baterias (102) ser dimensionado de acordo com a potência do sistema, sendo que estas baterias (102) são vinculadas a um equalizador (102A) que mantem as baterias com corrente e tensão iguais. SISTEMA MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o sistema mantém o banco de baterias (102) resfriado, prolongando a vida útil e a quantidade de energia armazenada. SISTEMA MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o sistema aproveitar toda tensão desperdiçada em forma de calor inerente a todo o processo de carregamento e geração de energia, gerando um ganho percentual na corrente fornecida pelo gerador de energia renovável conectado a entrada do sistema. MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA que apresenta um método de leitura, controle e gerenciamento das informações obtidas pela placa (10) do dispositivo (100), caracterizado por: º levantamento de informações das baterias (102) através do sensor de voltagem (15): o acionamento de entrada de corrente junto aos inversores (105) ou para as baterias (102) caso o resultado seja maior que um valor predeterminado; o interrupção de entrada de corrente junto aos inversores (105), caso o resultado seja menor que um valor predeterminado e direcionamento da corrente DC para o carregamento das baterias (102); o o sensor de voltagem (15) fica localizado no dispositivo (100) entre a saída das baterias (102) e a entrada dos inversores (105); º levantamento de informação da corrente de entrada através dos sensores de corrente (16) e (16A): o leitura da corrente da energia renovável (101) e consequente acionamento dos inversores (105) e do carregamento; o direcionamento e dimensionamento da corrente obtida; o acionamento de inversores (105) dependente do valor adquirido; o os sensores de corrente (16) e (16a) ficam localizados entre a corrente de entrada (101) que é proveniente de: módulos fotovoltaicos, geradores eólicos ou qualquer outra fonte de energia limpa, junto aos controladores de carga (104);
• levantamento dos dados de saída do circuito através do sensor de voltagem ac (17): o acionamento de temporizador para interromper/acionar a saída (103), sendo que este processo ocorre uma vez por ciclo; o armazenamento dos dados da geração obtida junto a placa (19); o o sensor de voltagem ac (17), fica localizado na saída dos inversores (105) de voltagem, com conexão não invasiva; º levantamento do elemento sensor de temperatura através de sensor de temperatura (14): o leitura do elemento sensor de temperatura para controle do sistema de resfriamento pelos coolers (105a), sistema de carga e sistema de Injeção de energia; o o sensor de temperatura (14) faz medições nos Inversores (105), nas baterias (102) e no dispositivo principal (100). MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por após levantamento dos valores encontrados nos sensores de voltagem (15), corrente (16) e (16A), temperatura (14) e sensor de voltagem AC (17), é realizada a liberação de corrente temporizada e pulsada com forma de onda senoidal perfeita. MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com as reivindicações 6 e 7, caracterizado por o sistema registrar a necessidade de corrente para acionar os inversores (105) (saída) e da mesma forma a necessidade de corrente para alimentar e carregar as baterias (102), deriva então a corrente na medida correta para ambas as partes, sendo assim, ao mesmo tempo que alimenta os inversores (105) plenamente, a corrente restante, que seria dissipada em forma de calor, é dirigida de volta às baterias (102), ocasionando mais um ciclo de geração. MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o controle e monitoramento pelo usuário ser realizado pela placa de comunicação Bluetooth (18A) para poder ser configurado a curta distância através de smartphones e conta ainda com uma placa Wi-Fi (18) que permite o controle do sistema de qualquer parte do mundo, através do uso de smartphones. MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o leitor de cartão SD permite armazenar os dados coletados. MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o grupo de relés (11), ter como função o acionamento e o corte dos inversores, no intervalo de tempo, temperatura, tensão e corrente determinados pelo software do dispositivo (100). MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a placa (19A) dock que manter os horários das informações coletadas pelo SDcard sempre em ordem e é também atualizado através de smartphone via o app. SISTEMA E MÉTODO MULTIPLICADOR DE CARGA E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, caracterizado por combinar o sistema ongrid e offgrid em um único dispositivo (100), de forma que o sistema e método desenvolvido possibilita aproveitar o desperdício durante os períodos de absorção criados pelos controladores de carga (104), de modo que toda a corrente desperdiçada em forma de calor inerente ao processo de carregamento e geração de energia é aproveitada, gerando assim um ganho percentual na corrente fornecida pelo gerador de energia renovável conectado a entrada do sistema.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010056777A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-20 Pv Powerd, Inc. Solar power inverters, including temperature-controlled solar power inverters, and associated systems and methods
US9876360B2 (en) * 2015-02-02 2018-01-23 Technology Research, Llc Interface for renewable energy system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010056777A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-20 Pv Powerd, Inc. Solar power inverters, including temperature-controlled solar power inverters, and associated systems and methods
US9876360B2 (en) * 2015-02-02 2018-01-23 Technology Research, Llc Interface for renewable energy system

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