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INCT – Institutos Nacionais de

Ciência e Tecnologia

Objetivo

“Mobilizar e agregar de forma articulada os grupos de excelência em áreas de fronteira da ciência e em áreas

estratégicas para o desenvolvimento sustentável do país” (INCT)

Edital nº 16/2014

Edital nº 16/2014 – Investimento

R$ 100.000.000,00

R$ 100.000.000,00

R$ 100.000.000,00

R$ 341.700.000,00

CNPQ FNDCT/Fundos setoriais CAPES FAPs

Edital nº 16/2014 – Áreas de Concentração

100 novos Institutos

O INCT-GD

INCT-GD – Criação

INCT-GD

• Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Geração Distribuída em Engenharia Elétrica

• Implantação: Janeiro de 2017

• Visão: Ser referência nacional e internacional na área de geração distribuída de energia elétrica pelo desenvolvimento de conhecimento e pelo atendimento e antecipação das demandas de desenvolvimento e de qualidade de vida da sociedade brasileira

• Atualmente conta com 50 instituições e entidades, nacionais e internacionais parceiras.

Organização

INCT-GD – Organização

Comitê Gestor

Conselho Científico

Equipe científica Apoio Técnico

Linhas de Pesquisa

INCT-GD – Linhas de Pesquisa

Modelagem, Análise e Desenvolvimento de Sistemas de Conversão de Fontes de Energias Renováveis em Energia Elétrica

Desenvolvimento de Conversores Estáticos para Condicionamento da Energia Produzida por Fontes de Energias Renováveis

Modelagem, Análise, Desenvolvimento e Simulação de Sistemas Elétricos de Potência com Recursos Energéticos Distribuídos

Eficiência Energética e Qualidade de Energia em Sistemas de Geração Distribuída com Fontes de Energias Renováveis

Projetos Estratégicos (Equipe Científica)

INCT-GD – Projetos Estratégicos

1. Condicionadores de Energia para suporte à Sistemas de Geração Distribuída

2. Modelagem e Simulação de Transitórios Eletromagnéticos em Redes de Distribuição Ativas com ênfase no Sistema de Proteção

3. Sistemas de Conversão para Integração de Fontes Renovável à Rede Elétrica: Análise, Projeto e Implementação.

4. Avaliação do Desempenho Organizacional na Gestão de Fontes Renováveis de Energia: Uma Ferramenta de Apoio ao Processo Decisório

Coord. estratégico: Prof. Cassiano Rech (UFSM) Vice-coord.: Prof. Marcello Mezaroba (UDESC)

Coord. estratégico: Prof. Mário Lúcio da Silva Martins (UFSM) Vice-coord.: Prof. Rodrigo Padilha Vieira (UFSM)

Coord. estratégico: Prof. Julio Cesar Mairesse Siluk (UFSM) Vice-coord.: Prof. Alvaro Luiz Neuenfeldt Jr. (UFSM)

Coord. estratégico: Prof. Daniel P. Bernardon (UFSM) Vice-coord.: Prof. Ghendy Cardoso Jr. (UFSM)


5. Modelagem, Análise, Desenvolvimento, Testes e aplicação de Sistemas Fotovoltaicos

6. Sistemas para Operação e Planejamento de Microrredes Incluindo Minigeração, Sistemas de Armazenamento de Energia e Veículos Elétricos -V2G, G2V e V2H

7. Eficiência Energética em Sistemas de Iluminação

8. Redes Elétricas Inteligentes: Transformadores como Elementos de Controle e Monitoramento

Coord. estratégico: Prof. Leandro Michels (UFSM) Vice-coord.: Prof. Lucas Vizzotto Bellinaso (UFSM)

Coord. estratégico: Prof. Marco Antônio Dalla Costa (UFSM) Vice-coord.: Prof. José Marcos Alonso Álvarez (UNIOVI)

Coord. estratégico: Prof. Tiago Bandeira Marchesan (UFSM) Vice-coord.: Prof. Rafael Concatto Beltrame (UFSM)

Coord. estratégico: Profa. Luciane Neves Canha (UFSM) Vice-coord.: Profa. Alzenira da Rosa Abaide (UFSM)


Linha de Pesquisa 4:

1. Condicionadores de energia para suporte a sistemas de geração distribuída

Objetivo Geral:

Desenvolver a tecnologia de condicionadores de energia para suporte à sistemas de geração distribuída, visando manter a qualidade da energia elétrica disponibilizada aos consumidores, mesmo com a mudança de um sistema de geração centralizado para um sistema de geração distribuída.

Objetivos Específicos: • Desenvolver um sistema de geração de energia FV com integração de sistema de armazenamento de

energia; • Desenvolver novas soluções de compensadores estáticos de reativos; • Desenvolver um carregador de baterias multifuncional para veículos elétricos; • Estudar técnicas de controle para conversores estáticos de potência em sistemas de geração distribuída; • Estudar novas arquiteturas de conversores multifuncionais para a interface entre microrredes de energia e

a rede de distribuição de energia; • Desenvolver novas soluções para filtros ativos com conexão em paralelo com a rede de distribuição; • Disseminar conhecimento e promover a transferência tecnológica no tema de condicionadores de energia.

INCT-GD – Projetos Estratégicos 2. Modelagem e simulação de transitórios eletromagnéticos em redes de distribuição ativas com ênfase no sistema de proteção

Linha de Pesquisa 3: Objetivo Geral:

Contribuir para o desenvolvimento de tecnologias no sentido de impulsionar a operação eficiente e segura das REI no cenário nacional e internacional por meio de estudos em ambiente em tempo real.

Objetivos Específicos: • Desenvolver técnicas de localização de faltas em redes de distribuição ativos (com GD) e passivos (sem GD); • Desenvolvimento de estimadores de estados para sistemas de distribuição de energia elétrica; • Desenvolver técnicas para a auto recomposição das REI; • Desenvolver de técnicas de detecção e localização de faltas em geradores síncronos distribuídos; • Desenvolver técnicas de proteção adaptativa de forma a melhorar os índices de continuidade em micro

redes (Micro-Grids); • Desenvolver técnicas de otimização para alocação de filtros no sentido de minimizar os indicadores de

distorção harmônica; • Desenvolvimento de algoritmos para a função de proteção anti-ilhamento e operação de geradores

distribuídos em modo ilhado intencional; • Fortalecimento de parcerias nacionais e internacionais entre os Programas de Pós-Graduação em

Engenharia Elétrica da UFSM, UFRGS, UFPA, UNIPAMPA e University of Florida.

INCT-GD – Projetos Estratégicos 3. Sistemas de Conversão para Integração de Fontes Renováveis à Rede Elétrica: Análise, Projeto e Implementação


Proposição de soluções associadas a Geração Distribuída de Energia Elétrica destacando-se, mas não limitados a estes, a combinação de micro aproveitamentos hidrelétricos, gensets, sistemas FV e eólicos, veículos elétricos, e células a combustível e sistemas de armazenamento de energia. Transferência da tecnologia desenvolvida para a indústria e a consolidação do INCT-GD como um marco no desenvolvimento na ciência em geração distribuída nacional e internacional.

Objetivos Específicos: • Análise e desenvolvimento de novas topologias de micro-inversores para sistemas fotovoltaicos; • Desenvolver uma ferramenta para projeto otimizado de conversores de potência em sistemas de geração

renovável considerando diferentes métricas como: perfil da missão, eficiência média ponderada, densidade de potência, confiabilidade e custo;

• Desenvolvimento de novas estratégias de controle robustas aplicadas a conversores estáticos conectados à rede com filtro LCL;

• Desenvolvimento de estratégias de acionamento e controle de máquinas para veículos elétricos ou híbridos;


Linha de Pesquisa 2:

Objetivos Específicos (continuação): • Desenvolvimento e transferência para empresa internacional de um curso para o projeto de controladores

de inversores conectados a rede elétrica; • Investigação do desempenho e desenvolvimento de controladores convencionais do tipo droop, bem como

os baseados no conceito da máquina síncrona virtual e impedância virtual em sistemas elétricos modernos; • Desenvolver sistemas de controle dotados de mecanismos de adaptação por modos deslizantes, baseados

no conceito de máquina síncrona virtual, para controlar o fluxo de potência e promover a adequada interconexão com a rede elétrica;

• Análise comparativa do comportamento dinâmico das técnicas de emulação de máquina síncrona e do controle por decaimento inercial aplicados à sistemas de geração distribuída com armazenamento de energia;

• Estudo de diferentes possibilidades de sistemas elétricos modernos, entre eles: SYNDEM, FREEDM e o Intergrid;

• Desenvolvimento e avaliação de ferramenta para previsão de geração eólica na presença de fenômenos meteorológicos de mesoescala na região sul utilizando modelo WRF, bem como modelos simplificados de parques eólicos;


Objetivos Específicos (continuação): • Desenvolvimento e projeto de novas topologias híbridas (usina biomassa + hidro + gensets + solar + eólica

+ armazenamento) de modo a operarem com desempenho semelhante ou mesmo superior aos existentes; • Revisão sobre o estado da arte dos processos de conversão térmica a partir de biocombustíveis em grupos

motor-gerador, particularmente etanol e biodiesel, bem como o desenvolvimento de soluções para gensets a etano com estratégia start-stop e armazenamento de energia;

• Desenvolvimento e validação de estratégia de motorização de partida para aerogeradores de eixo vertical visando o aumento da produção anual de energia;

• Desenvolvimento de controladores independentes de passo (IPC) para turbinas eólicas de grande porte visando a redução dos esforços mecânicos e possível transferência para indústria local (WEG).

• Buscar concessionárias ou permissionárias de energia elétrica ou indústrias dispostas a utilizar as soluções desenvolvidas para o desenvolvimento de novos produtos;

• Redação de artigos científicos para revistas Qualis A1, A2 e B1 e depósito de patentes; • Organização e participação em eventos científicos nacionais e internacionais.

INCT-GD – Projetos Estratégicos 4. Avaliação do Desempenho Organizacional na Gestão de Fontes Renovaveis de energia: Uma Ferramenta de Apoio ao processo Decisório


O objetivo geral deste projeto é construir uma ferramenta de apoio ao processo decisório composta por uma modelagem matemática capaz de avaliar o desempenho organizacional na gestão de fontes renováveis de energia, nos âmbitos empresarial, estrutural e sistêmico. A ferramenta a ser desenvolvida deve ser inovadora com relação aos apresentados na literatura técnico-científica e nos registros de proteção de propriedade intelectual.

Objetivos Específicos: • Redação de relatórios e análises do estado da arte a fim de gerar um produto de conteúdo técnico,

comercial e científico, e em âmbito social, através da plataforma de comunicação que apresentará, periodicamente, a pesquisa à população e agentes interessados, pesquisadores, indústrias, empresas de instalação e atuais e futuros consumidores;

• Identificação de possíveis técnicas capazes de contemplar a demanda matemática a ser proposta na modelagem para avaliação do desempenho organizacional;

• Definição dos critérios mais relevantes que servirão para a ponderação dos indicadores de desempenho organizacional;

INCT-GD – Projetos Estratégicos 4. Avaliação do Desempenho Organizacional na Gestão de Fontes Renovaveis de energia: Uma Ferramenta de Apoio ao processo Decisório

Objetivos Específicos (continuação): • Desenvolvimento de uma modelagem que compreenda de maneira eficaz e segura os dados de entrada,

possibilitando gerar informações a respeito do problema; • Aplicação da modelagem em uma amostra de empresas geradoras de energia elétrica a partir de fontes

renováveis; • Desenvolvimento de um protótipo da ferramenta computacional para auxiliar o processo de tomada de

decisão; • Desenvolvimento de soluções e solicitação de patentes no tema; • Redação de artigos científicos para revistas de Qualis A1, A2 e B1; • Organização e participação em eventos científicos nacionais e internacionais.

INCT-GD – Projetos Estratégicos 5. Modelagem, Análise, Desenvolvimento, Testes e Aplicação de sistemas fotovoltaicos

Linha de Pesquisa 1: Objetivo Geral: Promover o desenvolvimento científico e tecnológico dos sistemas de geração solar fotovoltaica, com foco para às aplicações em sistemas de geração distribuída, colaborando com desenvolvimento de metodologias de projeto, normatização e difusão da tecnologia tanto no setor acadêmico quanto no produtivo.

Objetivos Específicos: • O desenvolvimento de conversores estáticos e leis de controle aperfeiçoados aplicados a diferentes

configurações de geradores fotovoltaicos (string, multi-string e módulo CA); • O desenvolvimento de sistemas de monitoramento e de modelagem da produção de energia em geradores

fotovoltaicos baseada em dados climáticos; • O desenvolvimento e o aperfeiçoamento de Normas técnicas e estrutura laboratorial para o ensaio de

inversores fotovoltaicos conectados a rede empregando ou não armazenamento de energia em baterias; • O desenvolvimento, aplicação e monitoramento de tecnologias arquitetônicas que promovam a eficiência

energética e a geração de energia fotovoltaica em edificações presentes em ambientes urbanos.

INCT-GD – Projetos Estratégicos 6. Sistemas para Operação e Planejamento de Microrredes Incluindo Minigeração, Sistemas de Armazenamento de Energia e Veículos Elétricos - V2G, G2V e V2H

Linha de Pesquisa 3: Objetivo Geral: Desenvolver pesquisas e aplicações em minigeração, armazenamento de energia e veículos elétricos, abordando os processos de operação e planejamento de sistemas elétricos de distribuição.

Objetivos Específicos: Minigeração: • Otimizar os recursos integrados de minigeração; • Analisar os arranjos técnicos e comerciais de minigeração; • Aumentar a eficiência dos painéis fotovoltaicos; • Implementar projeto piloto de minigeração. Veículos Elétricos: • Desenvolver diferentes metodologias para estimar o impacto dos veículos elétricos conectados em redes

de baixa tensão; • Modelar e avaliar o impacto no SEP dos diferentes tipos de carregamento dos veículos elétricos; • Analisar as relações entre as características de carregamento, incentivos tarifários para modelar a demanda

energética requerida pela recarga de VEs; • Avaliar a inserção do dinâmico do VE, atuando como V2G, G2V e V2H.

INCT-GD – Projetos Estratégicos 6. Sistemas para Operação e Planejamento de Microrredes Incluindo Minigeração, Sistemas de Armazenamento de Energia e Veículos Elétricos - V2G, G2V e V2H

Objetivos Específicos (continuação): Armazenamento: • Identificar lacunas e/ou barreiras legais e regulatórias para o desenvolvimento de sistemas de

armazenamento de energia residenciais conectados à rede e propor adequações para disseminação da tecnologia proposta para o armazenamento de energia.


Linha de Pesquisa 2: Objetivo Geral: Estabelecer uma rede de cooperação entre pesquisadores renomados na área de Eficiência Energética em Sistemas de Iluminação. Esta rede proporcionará uma internacionalização consistente ao INCT e ao PPGEE – UFSM.

Objetivos Específicos: • Desenvolver drivers para acionamento de LEDs utilizando semicondutores de Nitreto de Gálio (GaN); • Desenvolver drivers para acionamento de LEDs orgânicos (OLEDs); • Desenvolver metodologias de otimização de drivers de LEDs com foco na melhoria da eficiência energética; • Desenvolver conversores estáticos de elevada eficiência para aplicações em sistemas fotovoltaicos; • Realizar reuniões técnicas entre os pesquisadores envolvidos no Projeto Estratégico; • Realizar co-tutela dos alunos de doutorado envolvidos no Projeto Estratégico; • Realizar missões de estudo entre as instituições participantes; • Realizar missões de trabalho dos pesquisadores entre as instituições participantes; • Participar dos eventos promovidos pelo INCT; • Realizar palestras pelos pesquisadores envolvidos no Projeto Estratégico.

7. Eficiência Energética em sistemas de iluminação

INCT-GD – Projetos Estratégicos 8. Redes elétricas inteligentes: transformadores como elementos de controle e monitoramento


Pesquisa e desenvolvimento de tecnologias (com três níveis de aplicabilidade) para transformadores elétricos de potência (ambientalmente corretos, de alta eficiência e com capacidade de atuação e monitoração da rede) com foco na integração às redes elétricas inteligentes.

Objetivos Específicos: Pesquisa e desenvolvimento em transformadores de potência convencionais: • Modelagem e medição de perdas elétricas e magnéticas; • Desenvolvimento de modelos térmicos e ferramentas de otimização; • Proposta de procedimentos para ensaio de transformadores e automação laboratorial. Pesquisa e desenvolvimento em soluções integradas para transformadores de potência: • Implantação de sistemas de monitoramento e comunicação baseados em LoRa; • Aplicação de reguladores automáticos e tensão à identificadores de carga. Pesquisa e desenvolvimento em transformadores de estado sólido (SST): • Técnicas de controle, comunicação e gerenciamento.


73 pesquisadores 73 colaboradores

Dimensão Geral

Sub-projeto Instituições Pesq. Colabor.

Pesq.

Sede

Pesq.

Externo

Pesq.

Estrangeiro Alunos de pós

1 4 5 3 1 4 0 13

2 4 7 2 5 1 1 39

3 16 21 22 7 11 3 16

4 9 12 9 5 3 4 7

5 10 17 4 7 10 0 15

6 10 9 24 4 2 3 23

7 5 9 6 5 0 4 7

8 2 4 0 3 0 1 5

8 17 84 70 37 31 16 125

Instituições parceiras

INCT-GD – Instituições parceiras

INCT-GD – Instituições internacionais

INCT-GD – Empresas parceiras

OBRIGADO!

[email protected]

Universidade Federal de Santa Maria – UFSM

Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Geração

Distribuída – INCT-GD

Prédio 09E, Av. Roraima n° 1000

Camobi, Santa Maria, RS

CEP 97105-900

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+ 55 55 3220-8924

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