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UTFPR desenvolve conversor de energia mais eficiente e econômico

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O uso de carros elétricos tem aumentado nas ruas das cidades, porém, algumas dificuldades e o custo elevado desses modelos ainda representam obstáculos para essa expansão. Pensando nisso, pesquisadores do Campus Curitiba desenvolveram um novo conversor eletrônico de energia mais eficiente, barato e inteligente. A dissertação com os resultados destes estudos foi premiada com o segundo lugar no Prêmio de Teses e Dissertações 2022 da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (Sobraep). O trabalho “Célula de comutação intercalada para conversores com características de seguidor de tensão e comutação suave” foi desenvolvido no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial (CPGEI) por Jefferson Wilhelm Meyer Soares, sob orientação do professor Alceu André Badin.

As pesquisas começaram em 2019 e levaram ao desenvolvimento de uma nova célula de comutação eletrônica para conversores de energia, denominada SC-PFM. Com o sistema criado na UTFPR, o processo passa a ser mais simples, robusto e econômico comparado aos conversores tradicionais.

“Essa célula de comutação possui três pontos fortes. O primeiro é a eficiência, na sequência, a alta densidade de conversão de energia. Ou seja, nesses dois primeiros pontos, o projeto demonstra a capacidade de converter mais energia com menor desperdício e um volume menor. E por fim o ponto principal é que o sistema que controla a célula de comutação é mais robusto que as alternativas existentes”, explica Jefferson Meyer.

Para o pesquisador, a SC-PFM é a estrutura fundamental para construção desses conversores e garante que a corrente elétrica atenda a todos os requisitos de qualidade de energia, sem a necessidade de complexos sistemas de controle.

“Em conversores eletrônicos de energia de alta potência é fundamental manter a corrente elétrica controlada. Para isso, geralmente, utiliza-se dispositivos complexos e caros. Já no trabalho desenvolvido, o comportamento da célula dispensa o tradicional laço de controle, simplificando o sistema como um todo, economizando recursos e mantendo um sistema robusto”, completa o pesquisador.

Outra vantagem apontada pelo orientador Alceu Badin está no rendimento do sistema. “O trabalho propõe novas técnicas que simplificam a construção desses dispositivos e possibilitam alto rendimento e pouca energia desperdiçada”.

Segundo o professor, o rendimento alcançado com o SC-PFM foi de quase 99% (98,78%) em um conversor, ou seja, apenas 1,22% da energia foi desperdiçada no processo de conversão.

De acordo com os pesquisadores, com essa técnica, a SC-PFM torna-se a solução ideal para carregadores de veículos elétricos e para aplicações com energias renováveis, solar e eólica.

O resultado da premiação do Sobraep foi divulgado no último mês de dezembro.

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