A Unicamp e a empresa multienergética global TotalEnergies assinaram um acordo de parceria para desenvolvimento de pesquisas na área de energia solar e baterias no valor de R$ 22,9 milhões.
Com duração de três anos, a cooperação prevê a execução de seis projetos, a construção de uma usina de geração de energia elétrica por placas fotovoltaicas, a reforma de laboratórios de pesquisa e a contratação de 33 bolsistas de doutorado, pós-doutorado e iniciação científica. Envolverá, ainda, a atuação de 14 professores e pesquisadores.
O plano é construir a usina de geração de energia na área do Hub Internacional de Desenvolvimento Sustentável (HIDS), o distrito inteligente em desenvolvimento na Fazenda Argentina, propriedade da Unicamp, localizada ao lado do campus de Barão Geraldo.
Um dos projetos é a modelagem avançada e o monitoramento de usinas fotovoltaicas com os chamados “gêmeos digitais”, que são uma espécie de clone digital de uma usina. Também será desenvolvido um dispositivos para detecção e interrupção de falhas nos sistemas fotovoltaicos, a análise de custos da energia e o aprimoramento e ranking de inversores.
O programa estabelecerá, ainda, um sistema de rastreamento de baterias. De acordo com o professor Hudson Zanin, coordenador desse projeto, o objetivo é mapear a cadeia de baterias, para compreender seu ciclo de vida, avaliando os mecanismos de seu envelhecimento, e identificar os processos adotados por fornecedores na primeira vida e no reuso.
O investimento da Total é parte mecanismo de fomento à pesquisa, desenvolvimento e inovação conhecido como cláusula do 1%, que torna obrigatório o investimento de 1% da receita bruta gerada pela produção dos campos petrolíferos em projetos de Pesquisa e Desenvolvimento no Brasil.
No segundo semestre de 2021, a ANP estendeu a aplicação da cláusula também ao desenvolvimento de projetos em energias renováveis e transição energética, com o objetivo de fomentar uma economia de baixo carbono no Brasil e de desenvolver a capacidade científica e tecnológica local nesses setores.
O coordenador de projetos de Pesquisa e Desenvolvimento em energias renováveis da TotalEnergies, João Gonzaga, afirmou que a meta da empresa é comercializar 100 GW de energias renováveis até 2030. Para isso, contando com a parceria com a Universidade. “É muito transparente o potencial da Unicamp. A Universidade é uma referência em termos de centros de pesquisa. E o projeto irá impulsionar a inovação. Sempre digo que a pesquisa só se torna uma pesquisa de sucesso quando se transforma em nota fiscal. É quando a gente descobre que tem um produto que ganha o mercado”, afirma.
Entenda os seis projetos da parceria:
Modelagem avançada e monitoramento de usinas fotovoltaicas com “gêmeos digitais”
O objetivo é desenvolver modelos matemáticos e ferramentas para simulação e monitoramento de usinas fotovoltaicas com “gêmeos digitais”. As ferramentas permitirão prever geração e perdas energéticas com base na modelagem de fenômenos de degradação e outros fatores que influenciam o desempenho dos sistemas fotovoltaicos. A criação de modelos matemáticos e ferramentas de software permitirá melhorar os processos de projeto e dimensionamento de usinas fotovoltaicas, bem como permitirá o acompanhamento dos resultados e a maximização da eficiência desses sistemas.
Pesquisa de métodos e desenvolvimento de dispositivo para detecção e interrupção de falha de arco elétrico CC em sistemas fotovoltaicos
Neste projeto, serão pesquisados e desenvolvidos sistemas baseados em hardware e software para a detecção de arcos elétricos em sistemas fotovoltaicos. Arcos elétricos são os principais responsáveis por incêndios e perdas materiais em usinas fotovoltaicas. O resultado deste projeto será um dispositivo que poderá ser usado em novos projetos ou adicionado a usinas solares já existentes e que permitirá aumentar a estabilidade e a segurança na operação de usinas fotovoltaicas.
Monitoramento de desempenho, detecção de anomalias e análise de LCOE em usinas fotovoltaicas
O objetivo é desenvolver uma ferramenta de software para a monitoração do desempenho e a detecção de defeitos e anomalias em usinas de energia solar fotovoltaica, além de permitir a análise do retorno econômico desses sistemas. Os resultados desta pesquisa poderão melhorar o planejamento da operação e manutenção de usinas fotovoltaicas, permitindo a redução de custos e a maximização dos resultados desses empreendimentos. De forma mais abrangente, os resultados irão contribuir para a ampliação da participação da energia solar na matriz energética brasileira.
Confiabilidade de inversores fotovoltaicos: modelagem termoelétrica, avaliação de danos e previsão de falhas
Será desenvolvida uma modelagem termoelétrica abrangente de componentes cruciais, como chaves semicondutoras e capacitores em conversores CC-CA (inversores) usados em usinas fotovoltaicas. Também será analisado o impacto de alguns atributos (por exemplo, potência de entrada, tensão do link CC, frequência de comutação, temperatura ambiente) na confiabilidade dos inversores para aplicações em energia solar fotovoltaica. Os resultados deste projeto permitirão aumentar o conhecimento sobre a confiabilidade e a vida útil dos inversores fotovoltaicos.
Pesquisa e desenvolvimento de metodologias de teste, avaliação e classificação de inversores fotovoltaicos
Serão desenvolvidos métodos de teste para avaliar a qualidade de inversores fotovoltaicos. O objetivo final é desenvolver um programa de testes de inversores para criar um ranking de equipamentos, fornecendo informações valiosas para consumidores, projetistas e investidores de usinas solares. Considerando que o inversor é o equipamento do sistema fotovoltaico com maior taxa de falha, é essencial e desafiador ter a capacidade de medir a qualidade dos inversores fotovoltaicos fornecidos por diferentes fabricantes, verificando se esses equipamentos atendem as especificações, se possuem recursos de proteção e segurança confiáveis, se são capazes de operar em temperaturas elevadas sem apresentar redução de potência, se possuem uma boa gestão térmica a fim de proteger os semicondutores internos e se possuem imunidade a atmosferas úmidas, entre outras coisas.
Plataforma blockchain para o passaporte digital de baterias e sua respectiva contribuição para desvendar mecanismos de envelhecimento durante a primeira vida e suas consequências no segundo uso
O projeto tem como objetivo resolver algumas limitações existentes na literatura relacionadas aos sistemas de armazenamento de energia construídos com baterias de segunda vida. O projeto irá resultar em: (i) um sistema de classificação de baterias de acordo com o nível de risco, (ii) um sistema capaz de atribuir um identificador único para baterias, (iii) estudo de baterias em cenários de carregamento rápido, (iv) proposição de novas estratégias para descarregamento de baterias de segunda vida, transporte e classificação e (v) desenvolvimento e validção de técnicas de gerenciamento térmico para baterias. Essas estratégias se concentrarão no aumento da segurança e na redução de tempo e custo. Os modelos desenvolvidos nesse projeto possibilitarão prever a manutenção de baterias de segunda vida, estendendo sua vida útil, aumentando sua segurança e reduzindo os impactos ambientais.
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