Podemos começar a migrar sistema elétrico para corrente contínua?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/05/2024

Pesquisadores mostram o protótipo do seu conversor DC-DC híbrido, que mescla as topologias conhecidas como buck e boost.
[Imagem: MISHIMA Tomokazu]

Microrredes CC

A energia elétrica pode ser gerada em dois tipos, corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC). A questão sobre que tipo deveria ser utilizado nas redes elétricas nacionais, conhecida como "Guerra da Corrente", no final do século XIX, foi resolvida a favor de Nikola Tesla, que propôs a adoção da corrente alternada (CA), desbancando a ideia da corrente contínua proposta por Thomas Edison.

Mas o mundo mudou e, hoje, energia solar, energia eólica e baterias, todas geram ou armazenam corrente contínua, o tipo de energia consumida por veículos elétricos, computadores e todos os demais aparelhos eletrônicos, tornando necessária a conversão CA para CC, o que gera perdas e aumento de custos com equipamentos (o conversor).

Tem havido uma extensa discussão sobre se o sistema elétrico deve migrar para a corrente contínua, com várias soluções apontando para isso, incluindo novos tipos de cabos para distribuição de eletricidade por corrente contínua.

Uma alternativa menos traumática, e mais barata, seria a construção de microrredes CC, que integrem as várias fontes renováveis de energia CC e seus dispositivos de armazenamento, e forneçam energia diretamente aos centros de dados e outros aparelhos CC, eliminando a necessidade de conversão CA para CC.

Para viabilizar esse caminho do meio, é necessário criar conversores CA/CC capazes de trabalhar com diferentes tensões de maneira flexível, já que cada aparelho CC normalmente precisa de uma tensão diferente, e as baterias fornecem tensões diferentes dependendo de sua carga e capacidade. E isto também precisa ser feito bidirecionalmente, uma vez que as baterias são usadas tanto como fontes de energia quanto como receptores.

Uma equipe do Japão e de Taiwan acaba de conseguir justamente isso, criando um novo conversor de potência CC-CC superior a todos os projetos anteriores, abrindo caminho para soluções de armazenamento e conversão de energia mais eficientes, confiáveis e sustentáveis - e, claro, viabilizar a construção das microrredes CC.

O aparelho poderá viabilizar o conceito de microrredes CC.
[Imagem: Shiqiang Liu et al. - 10.1109/TPEL.2024.3389052]

Super eficiente

O novo conversor permite fazer interface com uma ampla gama de fontes de energia, além de aprimorar a estabilidade e a simplicidade do sistema com uma eficiência sem precedentes.

A avaliação do protótipo (1kW-50kHz) mostrou uma eficiência impressionante de até 98,3% - para comparação, poucas topologias de conversão superam os 80% de eficiência.

"Sua relação de tensão otimizada significa que ele pode interagir de forma eficiente com uma ampla gama de fontes de energia, enquanto o autoequilíbrio das correntes do indutor aumenta a estabilidade e a simplicidade do sistema. Além disso, o controle de limite de serviço assimétrico oferece desempenho aprimorado, especialmente para microrredes CC conectadas a veículos elétricos," disse Shiqiang Liu, da Universidade Nacional Chung Hsing, em Taiwan.

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