Sistemas Renováveis

Código:

PDEEC0012

Sigla:

SR

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Ocorrência: 2023/2024 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Programa Doutoral em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
PDEEC	4	Plano de estudos oficial	1	-	6	42	162

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

Conhecer os diferentes sistemas de conversão de energia que exploram fontes de energias renováveis (hidríca, solar PV, eólica, energia das ondas). Conhecer as técnicas de controlo utilizadas na produção de eletricidade a partir da energia solar PV e eólica. Obter uma visão aprofundada sobre as técnicas de controlo utilizadas pelos sistemas de conversão de energia eólica, nomeadamente máquinas de indução, geradores duplamente alimentados e máquinas síncronas de velocidade variável ligadas à rede através de conversores eletrónicos. Conhecer e identificar os principais problemas para a operação e expansão do sistema eléctrico em resultado de uma integração na rede em larga escala de recursos renováveis.
Conhecer diferentes tecnologias para sistemas de armazenamento de energia elétrica e estratégias para a operação combinada com produção renovável variável no tempo.
Identificação de requisitos técnicos para unidades de conversão de energia elétrica a ligar às redes.
Conhecer tecnologias para sistemas de transmissão em corrente contínua e suas formas de operação e controlo.

Resultados de aprendizagem e competências

Ter conhecimento sobre os principais sistemas de conversão de energia primária (de base renovável) em em energia elétrica.

Conhecer os principais problemas para o funcionamento do sistema elétrico resultantes da integração de produção de eletricidade a partir de fontes com características de variabilidade temporal e incluindo sistemas de conversão de base eletrónica.

Conhecer as ferramentas de simulação computacional que permitem avaliar os impactos resultantes da presença destas novas unidades de geração incluindo os impactos resultantes dos paradigmas da produção distribuída.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Ter conhecimentos básicos em temas de operação em regime estacionário e dinâmico de sistemas elétricos.

Programa

Modelização detalhada de diferentes tipos de sistemas de conversão de energia. Breve descrição dos sistemas de conversão de energia eólica: máquinas de indução, geradores duplamente alimentados e máquinas síncronas de velocidade variável ligadas à rede através de conversores eletrónicos. Avaliação de impactos resultantes da presença dos sistema de conversão de energia renovável em termos de (Quedas transitórias de tensão, distorção harmónica, flicker); Definição dos limites de integração de produção eólica relativamente a estabilidade de tensão e comportamento dinâmico do sistema. Capacidade de sobrevivência a cavas de tensão (perspetiva dos operadores de rede e dos fabricantes); Novas soluções de controlo para melhorar o comportamento do sistema em cenários caraterizados por grande volume de integração de produção eólica (utilização de soluções externas – FACTS, participação de aerogeradores no controlo de tensão e frequência). Utilização de aerogeradores para amortecer oscilações electromecânicas. Descrição tecnológica de sistemas de conversão solar PV e seus recentes desenvolvimentos. Descrição dos fundamentos do funcionamento dos sistemas fotovoltaicos, circuitos equivalentes de células PV, determinação de pontos de operação de células e painéis solares PV. Influência da radiância e temperatura no desempenho das células. Dimemensionamento de sistemas solares PV, incluindo avaliação do recurso solar PV, dimensionamento ótimo dos sistemas PV e seus componentes (inversores, baterias, cablagem, proteções e sistemas de contagem de energia). Ligação de sistemas PV à rede elétrica. Planeamento em larga escala da integração de sistemas PV em sistemas elétricos. Requisitos dos Grid Codes e novas estruturas hierárquicas de gestão e controlo.
Tecnologias de sistemas de armazenamento de eletricidade.
Operação combinada da produção eólica com armazenamento (otimização da operação eólica / hídrica com bombagem).
Identificação de requisitos técnicos e serviços de suporte às redes para unidades de conversão de energia elétrica considerando diferentes regimes de operação: controlo de tensão e potência reativa, sobrevivência a cavas de tensão, capacidade de resposta a variações de frequência.
Tecnologias de conversão de energia em sistemas de transmissão em corrente contínua: conversores LCC e VSC. Sistemas de ligação ponto a ponto e multi-ponto. Controlo da tensão e do fluxo de potência activa. Participação em serviços de sistema.

Bibliografia Obrigatória

edited by Tom Markvart and Luis Castaner.; Practical handbook of photovoltaics :. ISBN: 1856173909
J. F. Manwell, J. G. McGowan and A. L. Rogers; Wind energy explained. ISBN: 0-471-49972-2

Observações Bibliográficas

The material presented in the form of slides will be made available to the students

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas incluem: aulas de exposição teórica, aulas práticas acompanhadas que envolvem a utilização de ferramentas de simulação computacional, apresentações orais dos alunos sobre os trabalhos efetuados e estudo orientado nos domínios específicos.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	50,00
Trabalho escrito	50,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	105,00
Frequência das aulas	42,00
Trabalho de investigação	53,00
Total:	200,00

Obtenção de frequência

Apresentação dos trbalhos propostos e obtenção de uma classificação minima de 40 %.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação incluí: os Trabalhos e o Exame final. Cada componente terá uma avaliação. O valor final da avaliação é definido pela seguinte regra: 0,5 * Exame + 0,5 Trabalhos.

É exigida a classificação mínima de 40% em cada componente da avaliação.

Provas e trabalhos especiais

Pelo menos 2 trabalhos são solicitados aos alunos: estudo da integração de produção distribu+ida nas redes elétricas e um pequeno artigo relativo às redes eléctricas do futuro, em particular relativamente a aspetos críticos da integração de produção renovável no sistema.

Melhoria de classificação

São adotadas as regras gerais da FEUP.